靶向TYROBP调控乳酸代谢影响间充质干细胞免疫微环境与成骨分化的机制研究

为解决乳酸代谢如何影响间充质干细胞（MSCs）成骨分化的机制问题，研究人员通过生物信息学分析和实验验证，发现TYROBP是调控骨髓间充质干细胞（BMSCs）免疫微环境与成骨分化的关键靶点。研究揭示了乳酸代谢通过免疫浸润和细胞周期通路影响骨再生，为骨质疏松等骨疾病治疗提供了新策略。

　　

骨骼再生与修复是老龄化社会面临的重大医学挑战，而间充质干细胞（MSCs）的成骨分化能力是这一过程的核心。传统观点认为乳酸仅是糖酵解的代谢废物，但近年研究发现它作为信号分子参与细胞分化调控。然而，乳酸代谢如何通过特定靶点影响MSCs成骨分化仍不明确，尤其在免疫微环境中的作用机制亟待探索。

北京医院国家老年医学中心的研究团队通过整合生物信息学与实验验证，揭示了乳酸代谢关键基因TYROBP在调控骨髓间充质干细胞（BMSCs）功能中的核心作用。研究发现抑制TYROBP可显著增强BMSCs增殖、迁移及成骨分化能力，相关成果发表于《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》，为骨组织再生提供了新靶点。

研究采用多组学技术策略：从GEO数据库获取人BMSCs和成骨细胞转录组数据（GSE12266/GSE18043），通过差异表达分析和蛋白互作网络筛选乳酸代谢相关枢纽基因；利用GSVA和xCell算法解析免疫浸润特征；通过siRNA敲低TYROBP验证其对BMSCs功能的影响，结合CCK-8、EdU、Transwell等技术评估细胞行为；采用ALP和Von Kossa染色检测成骨分化能力。

结果部分
DELRs筛选与功能解析
通过差异表达分析获得35个乳酸代谢相关差异基因（DELRs），富集分析显示其显著关联骨形成（BMP信号通路）、免疫反应（IL-17信号通路）和能量代谢（糖酵解）等过程。免疫浸润分析揭示成骨细胞组免疫活性低于BMSCs组。

枢纽基因鉴定
TYROBP在蛋白互作网络中具有最高最大团中心性（MCC）评分，与CD163、CCR1等基因共同构成核心调控网络。TYROBP低表达与成骨分化正相关（AUC=0.755），且与巨噬细胞M1型极化显著相关。

TYROBP功能验证
实验证实敲低TYROBP可提升BMSCs活力（CCK-8检测）和迁移能力（Transwell实验），即使加入丝裂霉素C抑制增殖后仍保持促迁移效应。ALP染色显示TYROBP抑制组碱性磷酸酶活性增加50%以上，Von Kossa染色显示钙盐沉积增强，证实其负调控成骨分化。

药物敏感性预测
CMap数据库筛选出丹蒽醌（dantron）、甲氧补骨脂素（methoxsalen）等10种可能靶向TYROBP的小分子化合物，其中坏死抑素-1（necrostatin-1）已被报道具有骨保护作用。

讨论与意义
该研究首次阐明TYROBP通过双重机制调控骨再生：一方面通过ITAM基序（免疫受体酪氨酸激活基序）影响巨噬细胞极化，改变免疫微环境；另一方面调控细胞周期相关通路（如核染色体分离）。临床转化层面，TYROBP抑制剂或可协同现有BMP-2/Wnt疗法提升骨质疏松治疗效果。局限性在于未开展动物模型验证，且药物预测需实验确认。研究为代谢-免疫-骨再生轴提供了新理论框架，未来可探索TYROBP在病理性骨溶解中的调控作用。