sLZIP:治疗骨质疏松的关键新靶点,开启骨病治疗新方向

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Experimental & Molecular Medicine 9.5

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  为探究 sLZIP 在骨重塑中的作用及对骨病治疗意义,研究发现其促进骨重塑和骨折愈合,是治疗骨质疏松的优秀靶点。

  骨质疏松,这个看似陌生却又影响着无数人的健康问题,正逐渐成为现代社会中不可忽视的 “隐形杀手”。随着人们年龄的增长,骨骼就像老旧的建筑,逐渐变得脆弱不堪,骨折的风险也大大增加。目前,针对骨质疏松的治疗手段存在诸多弊端。比如,甲状旁腺激素虽可用于治疗,但使用时间被严格限制在 2 年以内,因为其副作用较大;双膦酸盐作为早期的抗吸收药物,长期使用会引发颌骨坏死,还会增加患食管癌的风险;地诺单抗(Denosumab)虽能抑制骨吸收,却会让患者出现呼吸困难、背痛、肌肉疼痛和骨痛等不良反应。在这样的困境下,寻找一种更安全、有效的治疗方法迫在眉睫。
韩国大学(Korea University)和韩国天主教大学(The Catholic University of Korea)的研究人员挺身而出,开展了关于人类小亮氨酸拉链蛋白(sLZIP)在骨重塑中作用的研究。他们发现,sLZIP 在骨重塑过程中扮演着极为关键的角色,不仅能够促进骨质疏松症中的骨重塑和骨折愈合,还是基于干细胞治疗骨质疏松的优秀靶点。该研究成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上。

为了深入探究 sLZIP 的奥秘,研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,对小鼠脂肪来源的干细胞(ADS 细胞)和骨髓来源的巨噬细胞(BMMs)进行培养和诱导分化,以观察细胞的变化;采用 RNA 分离和定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)技术,检测相关基因的表达情况;通过茜素红 S(ARS)和碱性磷酸酶(ALP)染色及活性测定、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)活性和骨吸收测定等实验,评估细胞的分化和功能。在动物实验中,构建了卵巢切除(OVX)手术小鼠骨质疏松模型和骨缺损小鼠模型,还进行了细胞移植实验,并利用微计算机断层扫描(μCT)和组织学分析来观察骨骼变化。

研究结果如下:

  1. sLZIP 促进骨形成并抑制骨质疏松中的骨量减少:通过构建 OVX 小鼠骨质疏松模型,研究人员发现,与野生型(WT)小鼠相比,sLZIP 转基因(TG)小鼠的骨矿物质密度(BMD)、骨体积 / 总体积(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)和骨小梁数量(Tb.N)更高,而骨小梁分离度(Tb.Sp)更低。这表明 sLZIP 能够促进骨形成,有效抑制骨质疏松导致的骨量减少。
  2. 删除 sLZIP 减少骨量并阻碍骨质疏松恢复:研究人员构建了间充质干细胞特异性 sLZIP 条件性敲除(KO)小鼠,发现敲除小鼠的骨量明显减少,血清中 I 型前胶原 N 端前肽(P1NP)水平降低,骨形成减少。在体外实验中,sLZIP 敲除小鼠的 ADS 细胞向 OBs 分化的能力也显著下降,这充分说明删除 sLZIP 会对骨量和骨质疏松的恢复产生负面影响。
  3. sLZIP 诱导骨质疏松中的骨折愈合并调节骨重塑:研究人员构建骨骨折模型,发现 sLZIP TG 小鼠在骨折愈合过程中,骨痂形成更快,骨痂体积和组织矿物质密度增加,而 sLZIP KO 小鼠则表现出骨痂体积减小、形成延迟,这表明 sLZIP 在骨折愈合中起着至关重要的作用,能够调节骨重塑。
  4. sLZIP 作为 OBs 和 OCs 之间串扰的调节因子:通过细胞培养和条件培养基实验,研究人员发现 sLZIP 能够调节 OBs 和 OCs 之间的相互作用。OB-CM 来自 sLZIP TG 小鼠可促进破骨细胞生成,OC-CM 来自 sLZIP TG 小鼠则能促进 OBs 分化和迁移,这说明 sLZIP 在 OBs 和 OCs 的串扰中发挥着关键的调节作用。
  5. sLZIP 通过诱导耦合因子调节 OBs 和 OCs 之间的串扰:研究发现,sLZIP 在 OCs 分化过程中可诱导鞘氨醇激酶 1(SPHK1)的表达,从而增加鞘氨醇 - 1 - 磷酸(S1P)的分泌,促进 OBs 分化;同时,sLZIP 还能降低 OBs 中 WNT16 的 mRNA 表达,抑制 OCs 分化,这表明 sLZIP 通过调节耦合因子的分泌来调控 OBs 和 OCs 之间的串扰。
  6. 过表达 sLZIP 的 ADS 细胞促进骨质疏松中的骨形成和骨修复:实验表明,过表达 sLZIP 的 ADS 细胞(sLZIP TG-ADS 细胞)和感染携带 CXCR4 和 sLZIP 的慢病毒的 ADS 细胞(LV-CXCR4/sLZIP-ADS 细胞),在治疗骨质疏松和促进骨折愈合方面具有显著效果,能够增加骨形成和提高骨折恢复能力。

研究结论和讨论部分指出,sLZIP 在调节骨重塑和治疗骨质疏松方面具有巨大的潜力。它不仅能够促进骨吸收和骨形成,有效修复骨质疏松引起的骨折,还为开发控制骨吸收和骨形成的治疗方法提供了重要的分子基础,是治疗代谢性骨病的双功能药物候选者。然而,目前关于 sLZIP 的研究仍处于基础阶段,未来还需要进一步探索其在临床应用中的安全性和有效性,以及深入研究其作用机制,为骨质疏松的治疗开辟新的道路。
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