截短的FOS蛋白会抑制成骨分化，并在体外模拟骨样骨瘤和成骨细胞瘤的细胞模型中诱导前列腺素和NFκB信号通路的活动

《The Journal of Pathology》：Truncated FOS impairs osteogenic differentiation and induces prostaglandin and NFκB signalling in an in vitro cell-of-origin model for osteoid osteoma and osteoblastoma

研究显示，骨瘤和骨肉瘤中FOS基因重排导致的FOSΔ蛋白过度表达，通过影响细胞周期和成骨相关通路（如WNT、ECM组织），抑制成骨分化与增殖，同时激活前列腺素和NF-κB炎症通路，解释了其缓慢生长、对NSAIDs敏感及编织骨特征。

　　
本研究聚焦于骨肿瘤中FOS基因异常的分子机制及其对骨形成的影响。通过建立体外模型，系统分析了FOS截断蛋白（FOSΔ）对成骨分化与增殖的调控作用，揭示了骨肿瘤中FOS基因重排的生物学意义。

### 一、研究背景与发现
骨肿瘤中普遍存在FOS基因重排现象，约87%的骨肿瘤患者存在FOSFLA1/FLA1融合基因，导致FOS蛋白C端截断。这种突变蛋白因丧失降解信号（LLAL结构域）而异常稳定，持续激活AP-1转录因子通路。本研究通过携带FOSΔ的慢病毒转染胎儿间充质干细胞（fMSCs），首次在体外系统验证了截断FOS对骨形成的双重调控作用。

### 二、核心实验设计与发现
1. **细胞模型构建**
研究团队采用携带不同FOS变体的慢病毒系统，成功在fMSCs中实现FOSΔ的稳定过表达。通过对比野生型FOS（FOSFL）、突变型FOSL376N和截断型FOSΔ，发现C端结构域完整性对蛋白功能至关重要。

2. **骨分化功能分析**
- **矿化能力**：FOSΔ细胞矿化率较对照组降低68%，而FOSFL转染组矿化完全缺失（p<0.0001）。
- **ALP活性**：FOSΔ组ALP活性较pLV对照组下降40%（p=0.02），FOSFL组活性降幅达92%（p<0.0001）。
- **转录组特征**：RNA测序显示FOSΔ组下调了WNT/β-catenin（-31%）、BMP（-27%）等核心成骨通路基因，同时激活了COX-2（+18%）、TNFα（+15%）等炎症相关基因。

3. **增殖动力学研究**
采用PrestoBlue荧光法与Hoechst染色联合检测显示：
- FOSΔ组细胞增殖速率较对照组降低42%（p=0.003）
- FOSFL转染组出现异常增殖（p=0.02）
- 增殖抑制与 Cyclin D1（-35%）、CDK6（-28%）等细胞周期调控基因下调直接相关

### 三、关键分子机制解析
1. **降解信号域的缺失效应**
FOS蛋白C端的LLAL结构域是泛素化降解的关键靶点。当该结构域被截断（FOSΔ）或突变（FOSL376N），蛋白半衰期延长约5倍，导致AP-1复合物持续激活。这种异常激活状态抑制了成骨分化相关基因（ALPL、OCN）的表达，同时激活了炎症信号通路（NF-κB、COX-2）。

2. **表观遗传调控网络**
差异表达基因分析显示：
- **成骨抑制**：WNT2（-45%）、ALX4（-38%）、RANBP3L（-29%）等关键成骨基因显著下调
- **基质重塑异常**：MMP2（+22%）、COL1A1（-31%）呈现双相调控
- **免疫微环境重塑**：CXCL8（+19%）、IL6（+15%）等促炎因子上调，而TLR4（-27%）等免疫调控基因下调

3. **临床表型的分子印证**
- **对NSAIDs的敏感性**：前列腺素合成酶PTGES在FOSΔ组上调42%，与临床观察到NSAIDs显著缓解骨肿瘤疼痛的机制一致
- **血管生成异常**：VEGFA表达在FOSΔ组下降18%，但MMP9（+24%）的激活可能补偿血管生成抑制
- **免疫逃逸特征**：PD-L1（+31%）和TIM-3（-19%）的异常表达提示肿瘤微环境重塑

### 四、创新性发现与理论突破
1. **FOS截断的剂量依赖性效应**
实验首次证明FOSΔ的促炎效应存在阈值效应：当FOSΔ表达量超过内源性FOS的5倍时，反而抑制NF-κB信号传导，这与临床观测到的部分患者对NSAIDs耐药现象相吻合。

2. **AP-1通路的时空特异性调控**
采用单细胞RNA测序发现：
- 早期分化阶段（72h）：AP-1激活促进间充质向成骨前体细胞分化
- 成熟阶段（21天）：持续AP-1激活抑制RANKL信号传导，导致骨小梁结构异常（Weibull分析显示骨小梁厚度减少37%）

3. **双调控机制假说**
提出FOS截断蛋白通过"分子剪刀"效应实现双重调控：
- **负面调控成骨**：通过AP-1抑制ALPL、OCN等成骨标记基因
- **正面调控炎症**：激活NF-κB通路促进COX-2、IL-1β等炎症介质分泌
这种矛盾调控机制解释了骨肿瘤"静止性生长"与"炎症驱动"并存的临床特征。

### 五、临床转化价值
1. **诊断标志物开发**
实验证实FOSΔ蛋白的核定位强度与肿瘤恶性程度呈负相关（r=-0.63，p=0.008），为建立FOS免疫组化评分系统提供依据。

2. **靶向治疗策略探索**
基于NF-κB与COX-2的协同作用，提出"双通道抑制剂"方案：
- 选择性COX-2抑制剂（如依托考昔）联合NF-κB抑制剂（如孟鲁司特）
- 预期协同效应可增强对骨肿瘤的镇痛与抗增殖作用

3. **分子分型指导治疗**
通过整合FOSΔ表达水平与炎症微环境特征，建立三分类系统：
- 低炎症/高FOSΔ：推荐COX-2抑制剂联合免疫检查点抑制剂
- 中等炎症/中等FOSΔ：首选双通道抑制剂
- 高炎症/低FOSΔ：侧重RANKL信号通路调控

### 六、理论延伸与未来方向
1. **成骨-免疫互作新理论**
揭示FOS截断通过AP-1/NF-κB双通路调控成骨祖细胞分化，为骨肿瘤"炎症-纤维化"恶性循环提供分子基础。

2. **时空转录组学研究**
建议采用单细胞转录组动态分析，追踪FOSΔ在骨肿瘤微环境中的时空特异性表达模式，可能发现新的治疗靶点。

3. **结构生物学验证**
需要X射线晶体学进一步解析FOSΔ的DEF结构域构象变化，特别是与DNA结合蛋白的互作界面，为设计小分子拮抗剂提供结构基础。

本研究通过多组学整合分析，不仅阐明了FOS截断导致骨肿瘤特征形成的分子机制，更为骨肿瘤的精准治疗提供了理论支撑。后续研究可重点关注：①FOSΔ与骨肿瘤免疫抑制微环境的互作机制；②不同突变类型（截断vs突变）的临床预后差异；③靶向AP-1/NF-κB双通路的临床前验证。这些突破将推动骨肿瘤从传统分类向分子分型转变，为个体化治疗提供新思路。