肽聚糖的双重角色：NOD1与NOD2对骨代谢的相反调控机制及其在骨稳态中的意义

本研究揭示了细菌细胞壁成分肽聚糖(PGN)通过不同受体对骨代谢的调控作用。研究人员发现NOD2配体MDP通过激活Runx2和Wnt/β-catenin通路促进骨形成，而NOD1配体TriDAP则通过NF-κB介导的Runx2降解抑制成骨分化并增加RANKL/OPG比值促进破骨活动。该发现为理解微生物-骨骼互作提供了新视角，对炎症性骨病治疗具有重要指导意义。

　　

骨骼作为动态活组织，其稳态依赖于成骨细胞与破骨细胞的精密平衡。近年研究发现，肠道菌群及其代谢产物能远程调控骨代谢，但具体机制尚未阐明。尤其引人关注的是细菌细胞壁主要成分肽聚糖(PGN)——这种在革兰阳性菌占90%、革兰阴性菌占10%干重的物质，被证实可通过血液循环抵达骨髓。先前研究表明，NOD2受体配体胞壁酰二肽(MDP)能促进骨形成，然而其"兄弟受体"NOD1的作用却仍是未解之谜。这种受体间的功能差异，可能正是理解微生物调控骨代谢分子开关的关键所在。

首尔国立大学（Seoul National University）的研究团队在《Experimental & Molecular Medicine》发表的研究，首次系统揭示了NOD1与NOD2对骨代谢的相反调控作用。通过构建小鼠模型结合细胞实验，研究人员发现NOD1配体L-Ala-γ-D-glu-meso-DAP（TriDAP）会显著降低骨小梁体积（BV/TV下降23%）和厚度（Tb.Th减少18%），而钙黄绿素双标记显示其使骨矿化沉积率降低37%。机制研究表明，TriDAP通过NOD1-NF-κB轴促进Runx2泛素化降解，使这一成骨关键转录因子的半衰期从8小时缩短至4小时。更令人惊讶的是，虽然TriDAP单独作用仅微弱促进破骨分化，但在成骨-破骨细胞共培养体系中，其通过将RANKL/OPG比值提升2.1倍，显著增强了破骨活性。

研究采用多维度技术体系：① micro-CT扫描定量分析小鼠股骨微结构参数；② 原代颅骨成骨细胞培养结合ALP/茜素红染色评估分化能力；③ RANKL诱导的骨髓巨噬细胞（BMMs）破骨分化模型；④ 荧光素酶报告基因检测NF-κB转录活性；⑤ 蛋白质稳定性实验（环己酰亚胺追踪）联合免疫共沉淀分析Runx2泛素化。

TriDAP降低骨量

通过每周两次腹腔注射1.25 mg/kg TriDAP，micro-CT显示小鼠远端股骨骨小梁体积（BV/TV）显著降低（图1a-b），组织学观察证实骨小梁数量减少（图1c）。钙黄绿素标记实验进一步揭示，TriDAP组矿物沉积率（MAR）比对照组降低37%（图1d-f），表明其通过抑制新骨形成导致骨丢失。

抑制成骨分化机制

10 μg/ml TriDAP使原代成骨细胞ALP活性降低62%（图2a），并下调Alp、Bsp等成骨标志基因表达（图2b）。特别值得注意的是，TriDAP通过Smurf1依赖的泛素-蛋白酶体途径，使Runx2蛋白稳定性下降50%（图2d-g）。这种作用被NF-κB抑制剂TPCK部分逆转（图4f），证实NF-κB激活是TriDAP抑制成骨的关键环节。

间接促进破骨生成

虽然TriDAP单独作用仅使TRAP⁺多核细胞数增加28%，但在共培养系统中，其通过将RANKL/OPG比值从0.5提升至1.05（图3e-g），使破骨细胞数量增加2.3倍（图3c-d）。NOD1敲除实验证实，这种促破骨效应完全依赖于成骨细胞中的NOD1受体（图5e）。

NOD1特异性激活

从蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）提取的PGN（Bc.PGN）选择性激活NOD1（图7a），口服4周后小鼠BV/TV降低19%（图7b-d）。这与TriDAP表型一致，证实NOD1-PGN具有促骨吸收特性。

该研究首次阐明NOD1/2信号通路在骨代谢中的"阴阳"平衡作用：NOD2-MDP轴促进骨形成，而NOD1-PGN轴则通过"双管齐下"机制——既抑制Runx2稳定性又增加RANKL/OPG比值——导致骨丢失。这一发现为解释肠道菌群失调相关的骨疾病（如绝经后骨质疏松）提供了新机制，同时提示选择性阻断NOD1信号可能成为治疗异常骨吸收的新策略。特别值得注意的是，由于NOD1在各类细胞广泛表达而NOD2分布局限，这种受体分布差异可能决定了PGN对不同靶细胞的差异性调控，这为未来开发组织特异性调节剂指明了方向。