骨質(zhì)疏松是一種以單位體積內(nèi)骨組織量減少為特點的代謝性骨病變,以骨形成(成骨)弱于骨吸收(破骨)作用所致;颊叱掷m(xù)伴有骨骼疼痛、易骨折等特征,嚴重影響生活質(zhì)量,而絕經(jīng)后女性是骨質(zhì)疏松的高危人群。
甲狀旁腺素(parathyroid hormone,PTH)類似物是臨床上用于靶向成骨細胞(osteoblast)治療I型、II型骨質(zhì)疏松、雌激素缺乏的年輕女性和糖皮質(zhì)激素所致的骨質(zhì)疏松癥的主要藥物。但是,激素類藥物仍然存在靶向不特意、高效能生物放大和激素間相互拮抗等缺點。
因此,研究人員也在尋找新型骨合成代謝制劑,替代受給藥最大療程限制的激素依賴類藥物。
盡管骨形成似乎只由成骨細胞介導(dǎo),但是骨組織內(nèi)其他組織類型,如血管內(nèi)皮(vascular endothelium)或自主神經(jīng)和感覺神經(jīng)(autonomic and sensory nerves)也為骨形成提供有利環(huán)境。于是,科學(xué)家們將目光鎖定在了成骨細胞與輔助細胞之間的交流通訊。
近年來有研究報道指出,一組名為“CD31hi, endomucinhi(CD31hiEMCNhi)”的血管內(nèi)皮細胞(或稱H型血管內(nèi)皮細胞)對骨形成起積極調(diào)節(jié)作用。但是,背后的機理還不得而知。
研究人員進一步拓展了對骨形成微環(huán)境的認識:發(fā)現(xiàn)了成骨細胞與骨血管內(nèi)皮細胞之間的對話新機制,為骨代謝疾病的治療和藥物研發(fā)提供了新的思路和理論鋪墊。
課題組早期研究發(fā)現(xiàn),敲除小鼠Schnurri-3(shn3)基因?qū)е滦∈蟪晒羌毎钚栽黾樱敲芏仍龃。表明銜接蛋白SHN3是成骨細胞激活的一個抑制因子?蒲腥藛T相信,shn3缺失小鼠是研究成骨細胞誘導(dǎo)其輔助細胞生產(chǎn)骨形成有利環(huán)境的理想模型。
在shn3缺失小鼠模型中,研究人員檢測到骨組織中H型血管內(nèi)皮細胞的SLIT3水平升高。缺失SLIT3,小鼠表現(xiàn)為骨髓H型血管內(nèi)皮細胞減少,基底骨量減產(chǎn)。
用人骨髓間充質(zhì)干細胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)誘導(dǎo)分化成骨細胞(采用賽業(yè)生物公司研發(fā)的成人骨髓間充質(zhì)干細胞成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基),對晚期成骨細胞條件缺失shn3可以增強SLIT3表達,提高H型血管內(nèi)皮細胞水平。
在小鼠骨骼疾病模型中,研究人員為小鼠局部或全身注射SLIT3重組蛋白,小鼠表現(xiàn)出H型血管內(nèi)皮細胞增多、骨骼愈合加速,同時受絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥影響的骨流失得到緩解。
證明了外源補充SLIT3促進骨折愈合的原理,這意味著靶向SLIT3途徑可作為針對血管內(nèi)皮細胞、治療骨質(zhì)流失的新型藥物。鑒于越來越多證據(jù)表明,骨質(zhì)疏松癥可以聯(lián)合用藥以獲得最優(yōu)臨床結(jié)果,關(guān)于擴大針對骨合成代謝途徑靶點的研究意義非凡。
由于SLIT3在體內(nèi)的藥代動力學(xué)和藥效學(xué)目前尚不清楚,用藥劑量和給藥方式研究或?qū)⑦M一步優(yōu)化SLIT3的療效。
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