中科院青年學者Natue子刊獲得骨骼系統穩態維持新發現

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在國家自然科學基金項目(項目編號:81322027,31371463)的資助下,中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所鄒衛國研究員課題組,在骨骼系統穩態維持研究方面取得重要進展,發現泛素連線酶SMURF2通過調節成骨細胞中維生素D受體相關訊號途徑影響骨骼系統穩態的新機製。研究成果以“SMURF2 regulates bone homeostasis by disrupting SMAD3 interaction with vitamin D receptor in osteoblasts”(SMURF2通過影響成骨細胞中SMAD3與維生素D受體的相互作用調節骨骼系統穩態平衡)為題於2017年2月20日線上發表在Nature Communications上。論文連結:。

骨骼系統的穩態維持主要依賴於成骨與破骨細胞之間的動態平衡。該穩態的打破將導致骨質疏鬆等骨骼系統疾病的發生。隨著我國人口老齡化的日益加重,骨質疏鬆及其引發骨折等併發症的發生率也呈逐年增加趨勢。最近國務院辦公廳印發的《中國防治慢性病中長期規劃(2017-2025)》將骨骼疾病與心腦血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經疾病等並列納入嚴重威脅我國居民健康的慢性疾病。目前儘管臨床上已有雙磷酸鹽等藥物在廣泛使用,但是其只能特異性抑製破骨細胞介導的骨吸收功能,而不能改善骨的形成與重建,對於骨質疏鬆症仍然缺乏更有效的治療手段。

鄒衛國研究員團隊在研究中發現,Smurf2基因敲除小鼠長骨骨密度降低(圖A、B),產生了類似人類骨質疏鬆的症狀。進一步分子機製研究表明,泛素連線酶SMURF2通過調節SMAD3的泛素化,影響SMAD3與維生素D受體的相互作用,幹預成骨細胞中對穩態維持起重要調節作用的訊號分子RANKL的表達,從而維持骨骼系統的平衡(圖C)。這項研究發現並闡明瞭骨骼系統穩態維持的新機製,提示靶向調控SMURF2可能是防治骨質疏鬆症的一個新策略。

圖 A、B: Smurf2基因敲除小鼠骨密度降低;C:SMURF2通過調控SMAD3與VDR相互作用調節RANKL表達

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