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骨质疏松严重影响患者生活质量，当前治疗手段存在局限。研究人员开展关于骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化机制的研究。结果发现 USP2 通过去泛素化上调 LEF1，促进 BMSCs 成骨分化缓解骨质疏松。这为骨质疏松治疗提供新思路。
在人体的骨骼系统中，骨质疏松就像一个隐匿的 “健康杀手”，悄无声息地威胁着人们的健康。它以骨量减少、骨组织微结构退化为特征，多见于中老年人，尤其是绝经后的女性。随着人口老龄化加剧，骨质疏松的发病率不断上升，给患者的生活带来极大困扰，不仅降低生活质量，还增加骨折风险，甚至危及生命。目前，针对骨质疏松的治疗主要是补充钙和维生素 D、使用药物增强骨骼或进行骨修复治疗，但这些方法需要长期服用药物，还可能带来副作用，无法从根本上解决问题。
在此背景下，寻找更有效的骨质疏松治疗方法迫在眉睫。来自开滦总医院的研究人员聚焦于骨髓间充质干细胞（BMSCs），它具有分化为成骨细胞、促进骨形成和修复的潜力，有望成为治疗骨质疏松的新途径。于是，研究人员开展了关于 BMSCs 成骨分化机制的研究，旨在揭示其背后的关键因素和调控机制，为骨质疏松的治疗提供新的理论依据和潜在靶点。
研究人员在此次研究中采用了多种关键技术方法。他们收集了 52 例骨质疏松患者和健康对照者的骨髓样本，构建了卵巢切除（OVX）诱导的骨质疏松小鼠模型。利用定量 PCR、免疫组化和免疫印迹等技术检测相关基因和蛋白的表达水平；通过 CCK - 8 法评估细胞增殖能力；采用碱性磷酸酶（ALP）染色、活性检测和茜素红染色来评价成骨分化情况；运用蛋白质稳定性分析和免疫共沉淀（Co - IP）实验探究蛋白间的相互作用。
下面来看具体的研究结果：
- LEF1 在 hBMSC 成骨分化过程中表达增加：研究人员对比骨质疏松患者和健康人的骨髓样本，发现骨质疏松患者骨髓中 LEF1 在 mRNA 和蛋白水平均显著降低。在诱导 hBMSCs 成骨分化过程中，LEF1 的 mRNA 和蛋白水平逐渐升高，同时成骨相关蛋白 RUNX2 和骨桥蛋白（OPN）也上调，细胞增殖能力增强，ALP 表达和活性以及钙沉积均增加，表明 hBMSCs 成功向成骨细胞分化，且 LEF1 表达增加与这一过程密切相关。
- 抑制 LEF1 减弱 hBMSCs 的增殖和成骨分化：研究人员利用 shRNA 敲低 hBMSCs 中 LEF1 的表达，结果显示，在诱导成骨分化后，RUNX2 和 OPN 水平下降，细胞增殖能力降低，ALP 表达、活性以及钙沉积均减少，说明 LEF1 对 hBMSCs 的增殖和成骨分化起到重要的促进作用。
- USP2 在 hBMSCs 成骨分化过程中上调并影响分化：研究人员借助计算算法预测出可能调节 LEF1 去泛素化的酶，发现 USP2 在 hBMSCs 成骨分化研究中备受关注。对比骨质疏松患者和健康人骨髓样本，骨质疏松患者的 USP2 在 mRNA 和蛋白水平均下调。在 hBMSCs 成骨分化过程中，USP2 表达逐渐增加。敲低 USP2 后，hBMSCs 中 RUNX2 和 OPN 蛋白水平降低，细胞增殖受抑制，ALP 表达、活性以及钙沉积均减少，表明 USP2 对 hBMSCs 的成骨分化有促进作用。
- USP2 通过去泛素化促进 LEF1 蛋白稳定：敲低 USP2 不影响 LEF1 的 mRNA 表达，但会降低其蛋白水平，缩短蛋白半衰期，使泛素化的 LEF1 水平升高，促进其降解。免疫共沉淀实验证实了 USP2 和 LEF1 在 hBMSCs 中存在相互作用，说明 USP2 可通过去泛素化稳定 LEF1 蛋白。
- 增加 LEF1 表达可逆转 USP2 敲低对 hBMSCs 增殖和成骨分化的抑制作用：在 USP2 敲低的 hBMSCs 中过表达 LEF1，结果发现 RUNX2 和 OPN 蛋白水平回升，细胞增殖能力恢复，ALP 表达、活性以及钙沉积增加，表明 USP2 对 hBMSCs 成骨分化的影响部分依赖于 LEF1。
- 上调 USP2 可减少 OVX 小鼠的骨丢失：研究人员构建 OVX 小鼠骨质疏松模型，注射表达 USP2 的慢病毒。结果显示，与 OVX 小鼠相比，注射慢病毒的小鼠小梁骨丢失减少，RUNX2 蛋白表达增加，USP2 和 LEF1 表达也升高，表明上调 USP2 可在体内减轻骨质疏松症状，促进骨形成。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：USP2 通过去泛素化稳定 LEF1 蛋白，进而促进 hBMSCs 的成骨分化和增殖，在骨质疏松的发展过程中发挥重要作用。这一发现揭示了 hBMSCs 成骨分化的新机制，为骨质疏松的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据，有助于开发基于 BMSCs 的更有效的骨质疏松治疗策略。不过，该研究也存在一定局限性，如样本量有限，对 USP2 和 LEF1 作为骨质疏松诊断标志物的评估还需扩大样本量；在体内研究方面，对 USP2 影响 BMSCs 成骨分化的验证不足，缺乏 USP2 通过 LEF1 发挥调节作用的体内证据。未来还需要更多研究来填补这些空白，深入探索骨质疏松的发病机制和治疗方法，为广大患者带来更多希望。此次研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上，为该领域的研究开辟了新的方向。
