研究意外發現基因控制骨髓中的骨脂比

在一個意想不到的發現中，加州大學洛杉磯分校的研究人員發現，以前已知控制人體新陳代謝的基因也控制著骨髓中骨骼和脂肪的平衡，以及成體乾細胞如何表達其最終細胞類型。這些發現可以更好地了解骨髓中骨脂比的破壞及其對健康的影響，並指出該基因是治療骨質疏鬆症和骨骼衰老的有希望的治療靶點。

迄今為止，PGC-1α基因是一種基因激活劑，主要用於調節轉化和維持人體細胞能量的反應。這項由加州大學洛杉磯分校牙科學院的口腔生物學和醫學教授Cun-Yu Wang博士和修復牙科助理教授Bo Yu博士長官的研究表明PGC-1α可能實際上影響乾細胞是否轉變為脂肪細胞或骨髓細胞，從而控制骨髓中的骨脂平衡。

該研究在線發表在Cell Stem Cell雜誌上。

骨髓組織由血細胞，骨髓脂肪組織（或脂肪）和支持性基質細胞（任何器官的結締組織細胞）組成。多年來，臨床醫生已經注意到在各種醫學條件下骨量和骨髓中的脂肪細胞之間存在反比關係。骨髓脂肪的增加通常伴隨著衰老中骨質的減少以及骨質疏鬆症和其他代謝紊亂。

成骨細胞，或骨形成細胞，脂肪細胞或脂肪形成細胞來自共同的間充質乾細胞庫，它們是可以成為幾種不同類型細胞的基質細胞。該組合物表明兩種細胞類型之間的權衡以及細胞如何在骨骼老化和骨質疏鬆症中表達其最終類型的間充質乾細胞的異常。這種現象的分子基礎知之甚少。對骨質流失與脂肪形成的反向關係的進一步研究和見解可能導致對這些病症的新治療。

Wang和Yu在人和小鼠骨髓中都注意到PGC-1α基因的表達隨著年齡的增長而急劇下降。研究人員最初希望更好地了解這種基因在年齡誘導的骨丟失中的作用。兩人開始他們的研究，創造了一種從間充質乾細胞中去除PGC-1α蛋白的小鼠模型。當這些小鼠接受模擬骨質疏鬆症的手術時，他們發現了意想不到的事情 - 骨髓脂肪顯著增加，骨量也隨之減少。

「我們發現的是特別有趣的，因為PGC-1α以前隻與代謝有關，而與成體乾細胞無關，」王說，他也是牙科學院的研究生副院長。「這一啟示表明，PGC-1α可以影響乾細胞如何分化成骨而不是脂肪細胞，它還可能導致骨質疏鬆症的新療法。」

為了測試他們的發現，他們創建了一個小鼠模型，其中PGC-1α基因表達增加。發生的事情與他們的第一個模型發生的情況相反 - 骨質流失減緩，骨髓脂肪減少，這表明PGC-1α可能在維持骨骼與脂肪平衡方面發揮保護作用。

研究小組發現PGC-1α直接激活了TAZ的表達，TAZ是一種先前報導的主要調節因子，可促進骨形成，同時抑製間充質乾細胞的脂肪細胞分化。

「你可以比較PGC-1α與滋養或維持骨量的河流，因為它蜿蜒穿過骨髓景觀，」Yu說。「隨著年齡的增長，河水變乾，促使更多的脂肪細胞以犧牲骨骼為代價。」

已發現體育鍛煉誘導PGC-1α表達。該研究還表明，定期進行體育鍛煉可能有助於維持骨骼健康，防止骨骼衰老，並提供其他健康益處。

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