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在骨破坏性疾病中,破骨细胞生成失调是关键病因。研究人员针对 RANK 与 TRAF6 相互作用展开研究,筛选出四价肽 CR4-WHD-tet。它能有效抑制破骨细胞生成,为相关疾病治疗提供新方向。
在骨骼的微观世界里,破骨细胞就像一群 “小矿工”,它们的正常工作对维持骨骼健康至关重要。然而,当这些 “小矿工” 失控,过度挖掘骨骼时,就会引发一系列骨破坏性疾病,如慢性炎症性关节炎、骨质疏松症等。这些疾病严重影响着人们的生活质量,给患者带来极大痛苦。目前,针对这些疾病的治疗手段存在诸多不足,现有药物的疗效有限,还可能带来各种副作用。因此,寻找一种更有效、更安全的治疗方法迫在眉睫。
为了解决这一难题,日本同志社大学(Doshisha University)等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们将目光聚焦在破骨细胞分化的关键信号通路上,开展了一项极具意义的研究。最终,他们发现了一种名为 CR4-WHD-tet 的细胞穿透性四价肽,它就像一把精准的 “分子钥匙”,能够有效抑制破骨细胞生成,为治疗骨破坏性疾病带来了新的希望。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先,通过多价随机肽库筛选技术,从众多肽段中筛选出与 TRAF6 具有高亲和力的四价肽。其次,利用细胞实验和动物模型,观察肽对破骨细胞分化和骨丢失的影响。再者,借助转录组分析、免疫印迹、免疫沉淀等分子生物学技术,深入探究肽的作用机制。
下面来看看具体的研究结果:
- 多价肽库筛选获得有效抑制破骨细胞生成的四价肽:研究人员开发多价随机肽库,筛选与 TRAF6 的 RANK 结合区域有高亲和力的四价肽。经过多轮筛选,得到多个与 TRAF6 结合的肽,其中 CR4-RRK-tet 和 CR4-WHD-tet 抑制破骨细胞分化效果显著,且抑制作用呈剂量依赖性,它们与 TRAF6 的结合具有多价相互作用优势。
- CR4-WHD-tet 抑制小鼠体内 RANKL 诱导的骨丢失:在小鼠实验中,CR4-WHD-tet 能有效抑制 RANKL 诱导的骨丢失,而 CR4-RRK-tet 则无明显效果。CR4-WHD-tet 可能因其结构中较多的酸性氨基酸,更易在骨组织中积累,从而发挥抑制骨丢失的作用,且该肽对成骨细胞分化影响较小。
- CR4-WHD-tet 在分化晚期特异性抑制 RANKL 诱导的 p38 激活:实验表明,CR4-WHD-tet 在破骨细胞分化晚期发挥作用,特异性抑制 p38 激活,不影响 NFATc1 表达水平,但抑制 p38 核定位及相关晚期分化标记基因表达,且不诱导细胞凋亡。
- CR4-WHD-tet 特异性抑制 MKK3 向 TRAF6 募集以抑制 p38 激活:进一步研究发现,CR4-WHD-tet 与 TRAF6 相互作用,抑制 RANKL 诱导的 K63-Ub 链形成,进而抑制 MKK3 向 TRAF6 募集及后续 p38 激活,同时不影响 TAK1 激活、MKK6 和 NEMO 募集。
研究结论和讨论部分指出,CR4-WHD-tet 是一种新型 TRAF6 结合肽,可通过调节 TRAF6 下游关键信号复合物的形成,抑制破骨细胞生成,有望成为治疗骨破坏性疾病的新型治疗剂。该研究筛选方法具有独特优势,所发现的结合基序与传统不同。同时,研究明确了 p38 在破骨细胞分化不同阶段的作用及 MKK3 在分化晚期的重要性。与以往药物相比,CR4-WHD-tet 作用机制独特,对其他信号分子影响小,可能减少副作用。不过,CR4-WHD-tet 在体内的稳定性有待提高,后续还需在更多骨质疏松模型中评估其效果,以推动其临床应用,为骨破坏性疾病患者带来新的治疗选择。