近日,国际学术期刊《Stem Cells》在线发表了健康所时玉舫研究组题为“An Osteopontin-Integrin
interaction plays a critical role in directing adipogenesis and
osteogenesis by mesenchymal stem
cells”的研究论文,报道了骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)在MSCs(Mesenchymal stem cells,
MSCs)成脂成骨分化平衡中的重要作用。
MSCs作为干细胞的一种,因其具有多向分化潜能,在损伤组织修复中发挥重要作用,并在再生医学领域中具有广泛的应用前景。近年来,众多研究一致认为骨髓中的MSCs是脂肪细胞和成骨细胞的共有前体细胞。因此,骨和脂肪之间存在竞争性平衡,这一平衡的打破与多种代谢疾病密切相关,例如:在骨质疏松和骨量减少患者的骨髓中,脂肪含量明显高于健康对照。然而,MSCs的成脂成骨分化平衡失调在这些疾病病理进程中的作用仍不清楚。因此,研究MSCs成脂成骨分化的调控机制具有重要生理意义。
博士研究生陈箐、寿培舜等发现,缺失OPN的MSCs易于进行成脂分化,而成骨分化能力则明显减弱。由于OPN在小鼠整个胚胎发育过程中的缺失会引起许多生理变化,为了证明上述OPN缺失MSCs的分化表型是OPN直接作用的结果,他们利用shRNA特异性敲除OPN或在OPN缺失
MSCs中重新表达OPN等实验证明OPN缺失MSCs成脂成骨分化能力的变化来自于OPN的直接作用。结合OPN特异性中和抗体实验和补充外源性OPN实验,研究进一步证明胞外形式OPN在调控MSCs分化中发挥重要作用。这一作用依赖于OPN的受体-integrin
v1及其参与调控的C/EBPs信号通路,进而调节MSCs的成脂成骨分化。体内研究发现,尽管OPN
缺失小鼠的骨及骨髓中脂肪细胞含量正常,但是OPN
缺失小鼠的体脂比要明显高于野生型小鼠。至此,该研究首次揭示了OPN在调控MSCs成脂成骨分化平衡中的重要调节作用。
该研究得到了国家科技部、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委及上海市科委的资助。
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