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ATF4促进Gli1+骨髓间充质干细胞的增殖2024-04-10 09:17:04

Piezo1蛋白是机械敏感性离子通道,它可以将机械刺激(包括静压力、剪切力和膜拉伸)转化为生物电信号,从而调节细胞的生物学功能,提示骨髓间充质干细胞数量减少和Piezo1表达下降与微重力导致的失用性骨质疏松密切相关。在机制研究上,Piezo1激活β-catenin及其靶基因ATF4促进Gli1+骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。总之,骨髓间充质干细胞中Piezo1功能受损导致骨形成不足,特别是异常力学信号刺激引起的骨形成不足是骨质疏松症的潜在治疗靶点。

骨密度作为骨质疏松症的诊断指标,是一个受遗传效应影响较大的复杂性状,因此,遗传效应对峰值骨量和年龄相关的骨丢失一直是该领域的研究热点。来自大型个体队列研究已经确定了可能调节骨密度的候选基因,其变异可能参与骨质疏松症的发生。一旦确定某个或者几个候选基因在骨代谢中的潜在作用,后续转化研究可以将这些遗传因素转化为有效治疗的靶点,例如罗莫珠单抗和地诺单抗。然而很多技术阻碍人们了解候选基因的运作机制及功能验证,scRNA-seq技术的出现为探究候选基因打开了新思路。
 
有研究首先比较同年龄小鼠骨组织中候选基因表达差异及亚群分布情况发现:首先,相比于骨髓,候选基因(骨形态发生蛋白4,Tmem119,col1α2)主要在骨组织中上调,在单细胞水平上,这些候选基因主要在骨髓间充质干细胞中富集;其次,富集在软骨细胞,骨谱系细胞和矿化骨细胞;此外,免疫细胞亚群中未显示候选基因的富集。这些结果均表明,候选基因在骨髓间充质干细胞谱系中发挥作用,表达最高的候选基因是Sparc,它负责编码细胞外基质蛋白——骨连接蛋白,对骨量维持至关重要。
 
出自《单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展》作者孙成涛,孙广江,戚晓楠.