骨骼肌来源的IL-33通过CD8+ T细胞分泌的CCL5介导肌肉与骨骼之间的相互作用,并调节骨骼代谢
《Drug Resistance Updates》:Skeletal muscle-derived IL-33 mediates muscle-to-bone crosstalk and regulates bone metabolism via CD8+ T cell-secreted CCL5
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时间:2025年11月16日
来源:Drug Resistance Updates 21.7
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肌肉萎缩与骨质疏松的关联机制研究:IL-33通过CD8+ T细胞分泌CCL5调控骨代谢
在研究肌肉与骨骼之间的相互作用时,科学家们发现了一种关键的信号分子——白细胞介素-33(IL-33),它可能在肌肉和骨骼之间的信息传递中起到重要作用。这项研究通过结合临床观察与动物实验,揭示了IL-33在维持骨骼健康方面的新机制,并为治疗与衰老相关的骨骼疾病提供了新的思路。
IL-33是一种重要的细胞因子,属于白细胞介素-1(IL-1)家族。它通常在细胞受损时被释放,具有调节免疫反应的功能。然而,其在肌肉与骨骼之间的具体作用尚未完全明确。研究发现,在老年人群中,低水平的IL-33与肌肉减少症(sarcopenia)和骨质疏松症(osteoporosis)的共同发生密切相关。这表明,IL-33可能通过某种机制在肌肉和骨骼之间建立联系,影响骨骼代谢过程。
在动物实验中,研究人员通过建立结合负重运动(WBE)、肉毒毒素A(BoNT/A)诱导的肌肉萎缩和卵巢切除(OVX)的模型,进一步验证了IL-33的作用。实验结果显示,肌肉强化能够显著提高IL-33的水平,进而改善骨骼形成,而肌肉萎缩则导致IL-33水平下降,影响骨骼代谢。这些变化可以通过IL-33的补充或抑制进行调控。此外,通过单细胞RNA测序技术,研究团队发现IL-33能够通过与CD8+ T细胞上的ST2受体结合,促进CCL5的释放,从而调节骨骼代谢。CCL5进一步通过与骨髓间质干细胞(BMSC)上的CCR3受体相互作用,促进骨骼形成,而选择性阻断CCR3受体则能抑制这一过程。
在这一过程中,CD8+ T细胞扮演了重要角色。IL-33通过激活这些细胞,促使它们释放CCL5,而CCL5则通过CCR3受体影响BMSC的分化方向。通过使用不同的药物来阻断CCL5的受体,研究人员发现只有CCR3的阻断能够显著削弱运动诱导的骨骼形成效果。这表明,IL-33和CCL5之间的信号传递路径在骨骼健康中起着关键作用。
这些发现不仅解释了为什么肌肉减少症和骨质疏松症常常同时出现,还揭示了一个新的肌肉-免疫-骨骼信号轴。IL-33从肌肉组织释放,作用于CD8+ T细胞,进而通过CCL5和CCR3影响骨骼形成。这一机制为治疗骨骼疾病提供了新的可能性,例如通过局部补充IL-33或CCL5,或者利用腺相关病毒(AAV)进行肌肉特异性表达,可以有效缓解因卵巢切除导致的骨质疏松。
尽管研究取得了重要进展,但仍存在一些局限性。例如,研究样本量较小,主要来源于汉族人群,可能影响结果的普适性。此外,实验中使用的AAV载体虽然能有效调节IL-33的表达,但其特异性仍有待进一步优化。同时,研究更多关注了CCL5对骨骼形成的影响,而对其在骨吸收中的作用了解有限。未来的研究需要进一步探索这些方面,以更全面地理解IL-33在骨骼健康中的作用。
总体而言,这项研究揭示了IL-33在肌肉与骨骼之间的重要桥梁作用,为相关疾病的预防和治疗提供了新的靶点。IL-33、CCL5和CCR3作为关键分子,可能成为治疗与年龄相关的肌肉减少症和骨质疏松症的新方向。进一步的临床试验和更广泛的人群研究将有助于验证这些发现,并推动其在实际应用中的发展。
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