ETS2靶向调控CEBPB介导破骨细胞分化在骨关节炎进展中的作用机制研究

本研究针对骨关节炎(OA)进展中破骨细胞(OC)异常活化的关键调控机制，通过整合scRNA-seq、Cut&Tag和ATAC-seq等多组学技术，首次揭示转录因子ETS2通过直接激活CEBPB表达驱动OC分化的分子通路。实验证实敲低ETS2可显著抑制小鼠DMM模型中OC介导的软骨下骨重塑和OA进展，为开发靶向干预策略提供了新理论依据。

　　

骨关节炎(OA)作为全球致残率最高的退行性关节疾病，其发病机制犹如一场复杂的"多米诺骨牌效应"——软骨退化、滑膜炎症和软骨下骨重塑等病理过程相互交织。近年来，越来越多的证据表明，软骨下骨区域破骨细胞(OC)的异常活化是推动OA进展的"隐形推手"。这些"骨吸收专家"在异常机械应力等刺激下过度活跃，导致软骨下骨微结构破坏，进而形成恶性循环加速关节退化。然而，驱动OC异常分化的核心转录调控网络仍是未解之谜，这严重制约了靶向治疗策略的开发。

宁夏医科大学总医院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，犹如为这场分子谜题投下一束曙光。研究人员采用"从临床到基础"的研究思路，首先对OA患者软骨下骨样本进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析，结合计算生物学预测和多重实验验证，最终绘制出ETS2-CEBPB调控轴介导OC分化的精确分子图谱。这项研究不仅揭示了OA骨重塑的新机制，更提供了潜在的治疗靶点。

研究团队运用了多项关键技术：从GEO数据库获取OA患者软骨下骨scRNA-seq数据(GSE196678)；采用Seurat(V5)进行细胞聚类和注释；通过PySCENIC算法构建转录调控网络；结合Cut&Tag和ATAC-seq技术解析ETS2的DNA结合特性；建立小鼠DMM模型进行体内功能验证；设计siRNA敲低和基因回补实验验证调控关系。

分析结果

The degree of OCs differentiation in subchondral bone is enhanced during OA progression
scRNA-seq分析显示OA组软骨下骨中OC前体细胞比例显著升高，且表达谱分析揭示ETS2是OC分化关键调控因子。通过伪时序分析和细胞通讯预测，证实ETS2在OA病理环境下特异性激活OC分化程序。

ETS2 knockdown inhibits OC differentiation in vitro
体外实验表明，沉默ETS2可使OC标志基因(如CTSK、ACP5)表达降低60%以上，TRAP染色阳性细胞减少75%。值得注意的是，ETS2缺失还显著抑制了OC特有的"骨吸收陷窝"形成能力。

ETS2 regulates OC differentiation by targeting CEBPB
Cut&Tag技术精确定位到ETS2在CEBPB启动子区的结合位点，ATAC-seq证实该区域染色质开放性在OA条件下增加2.3倍。双荧光素酶报告实验显示ETS2可使CEBPB启动子活性提升4.5倍，而突变结合位点后此效应完全消失。

Rescue experiments confirm the ETS2-CEBPB axis
引入CEBPB过表达载体可逆转ETS2敲低导致的OC分化抑制，使TRAP⁺细胞比例恢复至对照组的85%。Western blot显示该处理同时恢复了RANKL诱导的PI3K/Akt通路激活。

ETS2 knockdown alleviates OA progression in vivo
DMM模型小鼠实验中，ETS2沉默组软骨下骨OC数量减少68%，Micro-CT显示骨体积分数(BV/TV)提升42%。组织学评分证实该处理使OA严重程度降低3个等级，软骨退化面积缩小60%。

讨论与结论
这项研究首次系统阐释了ETS2-CEBPB轴在OA骨重塑中的核心作用。ETS2作为"分子开关"，通过直接激活CEBPB转录，进而调控PI3K/Akt等关键通路，最终驱动OC分化和骨吸收功能。特别值得注意的是，该调控轴在OA病理条件下被特异性激活，这为开发具有疾病选择性的靶向药物提供了可能。

从转化医学角度看，研究揭示的调控机制具有双重价值：一方面，ETS2表达水平可作为OA早期诊断的生物标志物；另一方面，针对该通路的抑制剂(如siRNA或小分子化合物)有望成为延缓OA进展的新一代治疗策略。研究团队提出的"转录因子-表观遗传-细胞功能"三级调控模型，不仅适用于OA领域，也为其他骨代谢疾病的研究提供了范式参考。