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靶向Gli1+ 成骨祖细胞中YAP-Hhip轴调控骨生成抑制骨关节炎异常软骨下骨重塑
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Osteoarthritis and Cartilage 7.2
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北京大学研究团队针对骨关节炎(OA)中异常软骨下骨重塑的机制展开研究,发现YAP(Yes-associated protein)在Gli1+ 成骨祖细胞中通过调控Hhip(Hedgehog互作蛋白)表达驱动病理性骨生成。通过构建Gli1-CreERT2 ;YAPfl/fl 基因敲除小鼠模型,结合显微CT和RNA-seq技术,证实靶向抑制YAP-Hhip通路可缓解颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)进展,为OA治疗提供新靶点。
骨关节炎(Osteoarthritis, OA)作为全球最常见的关节退行性疾病,不仅导致关节软骨退化,更伴随软骨下骨异常重塑和慢性疼痛。尤其令人担忧的是,颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)在青少年中高发,可能引发下颌发育畸形等终身问题。尽管现有治疗能缓解症状,却无法逆转关节结构损伤。更棘手的是,传统研究多聚焦软骨病变,而近年发现软骨下骨异常重塑才是OA进展的关键推手。这促使科学家将目光投向骨组织中的关键调控机制——Yes-associated protein(YAP)信号通路,这个被称为细胞"机械感受器"的分子如何参与OA进程,成为亟待破解的科学谜题。
北京大学口腔医院研究团队在《Osteoarthritis and Cartilage》发表的研究中,首次揭示YAP通过调控Gli1+
成骨祖细胞中的Hedgehog互作蛋白(Hhip)表达,驱动OA病理进程。研究人员采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)锁定YAP在骨细胞中的表达特征,构建Gli1-CreERT2
;YAPfl/fl
条件性基因敲除小鼠,通过部分关节盘切除术(PD)建立TMJOA模型,结合显微CT、免疫荧光和RNA-seq等多维分析技术,系统解析YAP-Hhip轴在OA中的作用机制。
YAP在成骨细胞群中的表达对下颌髁突骨重塑具有重要调控作用
单细胞测序发现YAP与Gli1+
成骨祖细胞共定位,条件性敲除YAP导致小鼠髁突骨量减少、骨小梁结构紊乱,证实YAP是维持骨稳态的关键因子。
YAP-Hhip介导的成骨作用在TMJOA中异常激活
OA模型显示早期YAP活性显著升高(0.6443 [95%CI: 0.5673-0.7212]),伴随Hhip表达下降(-0.04583 [95%CI: -0.06482至-0.02683])和后续成骨增强(0.05554 [95%CI: 0.04231-0.06877]),形成"YAP激活-Hhip抑制-骨生成亢进"的恶性循环。
抑制YAP活性可缓解OA病理改变
特异性阻断Gli1+
细胞中YAP信号能维持Hhip表达(0.004732 [95%CI: -0.02302至0.03249]),抑制异常成骨(0.06062 [95%CI: 0.02971-0.09153]),最终改善软骨下骨重塑和软骨退化。
激活Hh-Gli1信号可逆转YAP抑制的保护效应
使用Smoothened激动剂进一步激活Hedgehog信号时,YAP抑制带来的保护作用被抵消,证实YAP-Hhip轴通过调控Hh-Gli1信号发挥作用。
这项研究不仅阐明YAP在软骨下骨重塑中的核心地位,更创新性提出"靶向成骨祖细胞"而非传统软骨细胞的治疗策略。通过揭示YAP-Hhip-Hh信号轴的级联调控机制,为开发精准干预OA的新型靶向药物奠定理论基础。特别是发现YAP活性变化早于典型OA病理表现,提示其可能作为早期诊断标志物。该成果由Yang Xiao和Shiyang Feng等学者完成,获得国家重点研发计划等项目支持,为破解OA治疗困境提供了全新视角。
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