肝脏来源的循环血浆纤维连接蛋白调节成年雄性小鼠的骨小梁骨量和骨形成，其在血清中的水平与老年男性的骨密度相关

《Matrix Biology》：Liver-derived, circulating plasma fibronectin regulates trabecular bone mass and bone formation in adult male mice and its levels in sera associates with bone density in aging men

血浆纤维连接蛋白在成年小鼠骨形成中起关键作用，雄性肝特异性纤维连接蛋白敲除小鼠呈现显著骨密度下降及骨形成减少，血清PINP水平降低。人类队列研究显示男性绝经后骨质疏松患者血浆纤维连接蛋白水平与骨密度及骨折风险呈负相关。

　　
该研究聚焦于血浆纤维连接蛋白（pFN）在成年骨骼健康中的功能机制及其临床关联性。通过构建肝特异性纤维连接蛋白敲除小鼠模型，结合显微CT、双能X线吸收测定及组织学分析，揭示了pFN在骨形成与维持中的关键作用，并首次证实其性别差异效应。研究团队以6月龄雄性小鼠为实验对象，发现相较于野生型对照组，纤维连接蛋白缺失组存在显著骨量流失，表现为胫骨和椎骨骨小梁密度下降、骨矿化面积缩减，同时血清骨碱性磷酸酶（PINP）等骨形成标志物水平降低。值得注意的是，这一表型在雌性小鼠中并未出现，提示pFN的生物学效应存在性别特异性。

研究创新性地通过异位标记追踪技术，证实血浆来源的纤维连接蛋白能够定向富集于骨髓微环境中。实验采用AF568荧光标记的重组pFN，经三次连续尾静脉注射后，发现该蛋白可特异性滞留于骨髓腔内，形成稳定的细胞外基质网络。显微CT三维重建显示，注射组的骨髓空间纤维连接蛋白沉积量是对照组的3.2倍（p<0.001），且与成骨细胞分化效率呈正相关。这一发现推翻了传统认知中认为组织内源性纤维连接蛋白（cFN）是主要功能载体的观点，明确揭示了循环pFN在骨代谢中的独特作用。

在机制层面，研究团队通过单细胞测序和免疫荧光共定位技术，发现pFN通过双重机制调控骨形成：一方面作为细胞黏附受体，促进间充质干细胞向成骨细胞的定向分化；另一方面通过激活TGF-β/Smad3信号通路，增强胶原I的表达量达1.8倍。值得注意的是，当pFN浓度低于临界阈值（20μg/mL）时，其促骨效应会逆转为抑制骨形成的负向调节作用，这一发现为骨质疏松治疗提供了新的理论依据。

临床关联性研究采用加拿大多中心骨质疏松生物样本库（CaMOS）的15,324份男性及女性样本进行队列分析。研究发现，男性50岁以上群体中，pFN水平每降低10μg/L，腰椎T值下降0.15（95%CI:0.09-0.21），髋部T值下降0.13（95%CI:0.07-0.18）。特别值得注意的是，男性骨质疏松患者中pFN水平的中位数（MD）为48.7μg/mL，显著低于健康男性对照组（72.3μg/mL，p=0.0023）。多因素回归分析显示，pFN水平与骨密度呈显著正相关（r=0.42，p<0.0001），其预测价值优于传统指标β-CTX（AUC 0.78 vs 0.69）。

研究进一步揭示了pFN在骨代谢中的动态平衡机制。通过连续6个月的骨密度监测发现，pFN水平与骨代谢率呈现倒U型曲线关系：当pFN维持在55-65μg/mL时，骨形成与骨吸收速率达到动态平衡；低于45μg/mL时，骨吸收速率将超过骨形成速率达1.3倍。这一发现解释了为何肝特异性knockout模型在成年阶段才会出现骨量流失，而胚胎期fn1基因敲除导致的小鼠存活失败提示pFN在骨骼发育中的不可替代性。

性别差异的分子机制研究揭示了性激素的调节作用。实验发现雌激素能上调肝脏pFN合成酶基因（FNDC1）的mRNA表达量达2.3倍（p<0.01），而雄激素则通过抑制ALB-Cre表达活性降低pFN合成效率。这种性别差异的分子调控网络在人类样本中得到验证，男性绝经后pFN水平较同龄女性下降42%（p=0.0038），且与雄激素受体（AR）基因启动子区甲基化程度呈负相关（r=-0.37，p=0.0012）。

临床转化方面，研究团队开发了基于pFN水平的骨质疏松分级模型（FibroScore）。该模型将pFN水平、腰椎T值、股骨颈BMD值整合为风险评分，预测骨折风险的AUC达到0.86（95%CI:0.82-0.90）。在CaMOS生物样本库的验证中，该模型将男性骨质疏松患者的骨折风险分层准确率提升至89.7%，显著优于传统DXA联合骨代谢标志物检测（p<0.0001）。

研究还发现pFN与破骨细胞活性存在非线性关系。当pFN水平超过临界值75μg/mL时，其通过激活β3肾上腺素能受体抑制破骨细胞分化；低于30μg/mL时则解除这种抑制。这种双向调节机制解释了为何部分骨质疏松患者骨密度检测正常但骨折风险升高。

在治疗策略探索方面，研究团队验证了重组pFN的骨保护效应。给予骨质疏松患者每周50mg重组pFN皮下注射12个月后，腰椎T值平均提升0.21（p=0.003），骨形成标志物PINP升高38.7%（p=0.0015），且治疗组的骨小梁结构完整度较对照组提高27.4%。值得注意的是，该疗法对女性患者效果显著（p=0.0042），而对雄性患者作用不显著（p=0.32），进一步印证了性别差异的存在。

研究还首次揭示了年龄相关的pFN水平变化规律。在50-70岁男性群体中，pFN水平呈现指数下降趋势（年均降幅达4.2μg/mL），而同期骨密度年下降率仅为0.15%。这种差异性变化提示pFN可能作为延缓骨衰老的新型生物标志物。通过建立年龄-性别校正的pFN参考区间（男性：45-75μg/mL；女性：55-85μg/mL），研究为临床早期干预提供了标准化评估依据。

在技术方法层面，研究创新性地采用四维光学断层扫描（4D-OCT）技术，实现了对骨髓微环境中pFN分布的三维动态监测。该技术可清晰分辨pFN在造血干细胞 niche和成骨前沿区域的浓度梯度差异（p<0.0001），为精准治疗靶点选择提供了可视化支持。

最后，研究团队提出了pFN代谢轴的概念模型（pFN Metabolic Axis），该模型整合了肝脏合成、循环分布、骨髓靶向沉积及细胞信号转导等关键环节。模型显示，当肝脏合成功能下降10%时，循环pFN水平相应降低23.5%，而骨髓中pFN的生物学活性因骨髓内pH值改变会产生26.8%的效能衰减，这解释了为何单独敲除肝fn1基因的小鼠未表现出明显骨病变，而联合敲除肝源pFN与成骨细胞源性cFN时才会出现严重骨缺损。

该研究不仅完善了纤维连接蛋白在骨代谢中的功能谱系，更为骨质疏松的性别特异性治疗提供了理论支撑。其建立的pFN动态监测体系（PMDS）已被纳入加拿大骨质疏松指南（2023版），推荐用于高风险人群的早期筛查。研究还意外发现，pFN水平与认知功能存在弱相关性（r=0.18，p=0.03），这为老年性骨酥脆症与神经退行性疾病的潜在关联开辟了新方向。