TGF-β1通过调控pannexin1通道激活ERK信号通路诱导成骨细胞凋亡的机制研究

本研究针对TGF-β1调控pannexin1（Panx1）通道在成骨细胞凋亡中的作用机制这一科学问题，通过免疫荧光标记、Western blot、染料摄取实验和流式细胞术等技术，发现高浓度TGF-β1通过ERK信号通路上调Panx1表达并激活其通道功能，进而促进caspase-3介导的成骨细胞凋亡。该研究为骨代谢疾病中细胞凋亡的靶向干预提供了新思路，成果发表于《Archives of Oral Biology》。

　　

骨骼的健康维持离不开成骨细胞的精密调控，而其中约60%-80%的成骨细胞会通过凋亡程序性死亡。这一过程若失衡，将直接导致骨质疏松、骨关节炎等疾病。近年来，转化生长因子-β1（TGF-β1）和pannexin1（Panx1）通道在细胞间通讯中的作用备受关注——前者是调控骨代谢的核心细胞因子，后者则是介导ATP等信号分子释放的关键通道蛋白。然而，两者如何协同调控成骨细胞命运，尤其是TGF-β1是否通过Panx1通道触发凋亡，始终是未解之谜。

来自陕西的研究团队在《Archives of Oral Biology》发表的研究，首次揭示了TGF-β1-Panx1-ERK信号轴在成骨细胞凋亡中的核心作用。研究人员采用C57BL/6J小鼠原代成骨细胞和MC3T3-E1细胞系，通过梯度浓度TGF-β1处理，结合免疫荧光标记、Western blot检测蛋白表达、EtBr染料摄取实验评估通道活性，并利用MEK抑制剂U0126阻断ERK通路，最终通过流式细胞术量化凋亡率。

TGF-β1上调成骨细胞Panx1表达
实验数据显示，TGF-β1以剂量依赖性方式显著提升Panx1的mRNA和蛋白水平，在15 ng/ml浓度时达到峰值。免疫荧光染色进一步证实，TGF-β1处理的细胞中Panx1荧光信号强度增加2.3倍，且与细胞膜定位特征吻合。

ERK通路介导Panx1调控
关键发现是，当使用U0126抑制ERK信号后，TGF-β1对Panx1的上调效应被完全阻断。Western blot显示磷酸化ERK水平与Panx1表达呈正相关，证实ERK是TGF-β1下游的关键信号枢纽。

Panx1通道激活促凋亡
EtBr染料摄取实验表明，TGF-β1处理组细胞对染料的吸收量增加3.5倍，且可被Panx1特异性抑制剂阻断。伴随通道激活，cleaved caspase-3表达上调2.8倍，流式检测显示凋亡率从对照组的5.2%升至34.7%。

这项研究不仅阐明TGF-β1通过ERK/Panx1轴诱导凋亡的分子机制，更揭示了骨代谢疾病中细胞死亡调控的新靶点。值得注意的是，Panx1的C末端在凋亡过程中被caspase-3/7剪切，进而释放"find me"信号分子ATP，这一正反馈回路可能放大凋亡效应。未来针对Panx1通道开闭机制的深入研究，或将为骨质疏松等疾病的治疗提供全新策略。