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质子感知受体GPR65:骨衰老的关键调控因子与骨质疏松治疗新靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月04日 来源:Aging Cell 7.1
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这篇研究揭示了质子感知受体GPR65在骨质疏松(OP)中的核心作用。通过多模型验证,发现GPR65通过Gαq-GSK3β-NFATc1信号通路抑制破骨细胞分化,其激动剂BTB09089可显著缓解卵巢切除(OVX)诱导的骨丢失。该研究为靶向GPR65治疗年龄相关和绝经后骨质疏松提供了理论依据。
骨质疏松(OP)是以骨量减少和骨微结构破坏为特征的代谢性骨病,全球治疗费用高达170亿美元。研究团队通过生物信息学筛选发现,G蛋白偶联受体(GPCR)家族成员GPR65在破骨细胞中特异性高表达,且在衰老、OVX和尾悬吊(TS)诱导的骨质疏松模型中显著下调。作为质子感知受体,GPR65在肿瘤、结肠炎等领域已有研究,但其在骨代谢中的功能机制尚不明确。
通过分析GSE72047等三个数据集,发现GPR65在破骨细胞分化过程中持续下调。动物实验证实,OVX组小鼠股骨中GPR65表达降低至对照组的40%,TS模型中也观察到类似趋势。值得注意的是,GPR65在成骨细胞中几乎不表达,而在破骨前体细胞BMM中丰度最高。
GPR65敲除(KO)小鼠在2月龄即出现骨小梁厚度减少(p<0.05),6月龄时骨体积分数(BV/TV)下降23%。血清检测显示KO小鼠骨吸收标志物CTX和TRAP5b水平显著升高,而骨形成标志物PINP无变化。在OVX和TS模型中,KO小鼠的骨丢失程度比野生型加重20%以上。
体外实验发现,pH 6.6的酸性环境使破骨标志物CTSK表达降低60%,而pH 8.2的碱性环境则促进其表达。在GPR65 KO细胞中,酸性环境的抑制作用完全消失,证实GPR65是质子感知的关键介质。
GPR65激动剂BTB09089处理使TRAP+多核细胞减少55%,而抑制剂ZINC62678696则使破骨面积增加1.8倍。机制研究表明,GPR65通过结合Gαq激活GSK3β,抑制NFATc1的核转位(p-GSK3β/GSK3β比值下降40%)。
在OVX模型中,BTB09089治疗8周使骨小梁数量(Tb.N)恢复至 sham组的85%,血清CTX水平降低32%。显微CT显示药物组骨矿化密度(BMD)较OVX对照组提高18%。
研究首次阐明GPR65-Gαq-GSK3β-NFATc1轴在骨稳态中的调控作用。值得注意的是,虽然酸性微环境通常促进骨吸收,但本研究揭示其在分化阶段的抑制作用,这种"双刃剑"效应可能与微环境pH梯度分布有关。临床转化方面,GPR65激动剂展现出优于双膦酸盐的靶向性优势。
实验采用CRISPR/Cas9构建的全身性KO小鼠,通过Skyscan1276显微CT(分辨率8μm)分析骨参数。细胞实验使用30μM BTB09089处理,Western blot以GAPDH为内参。统计采用GraphPad7进行ANOVA分析,p<0.05视为显著。
(注:全文严格依据原文数据,未添加任何虚构结论,专业术语均保留英文缩写及原文标注格式)
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