人體中的骨骼重塑是造骨細胞（產生骨骼的細胞）和破骨細胞（分解骨骼的細胞）之間的一種微妙平衡行為。骨質疏鬆症、關節炎和牙周炎等疾病都會導致骨質流失並跟破骨細胞活動的增加有關。
資料圖
來自賓夕法尼亞大學的研究人員及其同事在最近發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的一項研究中對破骨細胞的調節提供了新的見解，其有可能揭示出可能導致疾病的不平衡現象。該研究確定蛋白質IFT80是控制破骨細胞數量的一個關鍵組成部分。研究人員還發現，缺少IFT80的小鼠的破骨細胞數量大於預期，另外還出現嚴重的骨質疏鬆症。
賓夕法尼亞大學牙醫學院副教授、該研究的資深作者Shuying (Sheri) Yang說道：“當你考慮向臨床轉化時，我們認為這一發現是非常重要隨着我們開始了解IFT80的機制和基因功能，我們可能會考慮將其作為一個潛在的治療目標。比如基於DNA或mRNA的療法，引入這種蛋白質，則可以幫助治療某些骨骼疾病。”
在看到《Nature Cell Biology》上的一項早期研究后，Yang和同事對IFT80產生了興趣。那項研究發現，IFT（全稱intraflagellar proteins） 參與了T細胞的蛋白質運輸。
據了解，IFT有助於纖毛的形成，而纖毛是延伸自細胞的觸角狀感覺器官，它通過將蛋白質從纖毛的底部運送到其頂端再返回。Yang和他的同事先前證明IFT在調節成骨細胞和軟骨細胞（維持軟骨的細胞）方面發揮着關鍵作用，這些細胞來自間充質幹細胞，豈會產生並維持骨、軟骨和其他組織類型。
為了探索IFT80在破骨細胞中的具體作用，Yang的研究小組開發了一個敲除小鼠品系，即在破骨細胞的前體中缺乏該蛋白。值得注意的是，他們發現這些動物的骨量明顯低於正常小鼠，並且它們的破骨細胞數量幾乎增加了一倍。“這是一個戲劇性的變化，”Yang說道。
研究人員發現，IFT80阻止破骨細胞前體產生骨吸收細胞並抑制破骨細胞的成熟。
進一步的實驗表明，IFT80跟一種名為Cbl-b的蛋白質相互作用，該蛋白質的降解途徑由破骨細胞中的小型調節蛋白泛素調節。Yang的團隊發現IFT80阻止了Cbl-b的分解，而Cbl-b通常會降解另一種叫做TRAF6的蛋白質。TRAF6通常會促進破骨細胞的產生，因此通過降解TRAF6，IFT80能夠抑制破骨細胞的分化。
在TRAF6的下游，研究小組還發現證據表明IFT80抑制了由蛋白質RANKL和RANK支配的信號通路。
為了測試IFT80作為干預骨質疏鬆症的潛在目標的想法，研究人員在通常經歷過度活躍的破骨細胞導致的骨質疏鬆的小鼠模型中過度表達了IFT80。這樣做有效地抑制了RANK/RANKL的激活、降低了破骨細胞的產生並增加了小鼠的骨量。
該研究首次將IFT80跟破骨細胞的作用聯繫起來，另外還發現IFT80控制着一條蛋白質降解途徑並在破骨細胞分化過程中充當負向調節器。Yang表示，這些特徵使其成為潛在治療干預的寶貴目標。
她說道：“現在，人們對身體如何促進破骨細胞分化有着很大的興趣。有這麼多跟過度骨質流失有關的疾病–骨質疏鬆症、牙周炎、類風濕性關節炎，甚至是骨折–非常需要找到解決骨質流失和恢復骨骼重塑平衡的方法。”
