骨骼,作為人體的支架,不僅支撐身體、保護內臟,還具有儲存礦物質的重要功能。隨著年齡增長,骨質疏松等疾病已經成為威脅健康的“隱形殺手”。
目前臨床常用的治療手段是雙膦酸鹽類藥物,但長期使用可能帶來頜骨壞死等副作用,并且對骨骼形成的促進作用有限。因此,開發靶向調控骨骼代謝、特異性促進骨骼形成的新型藥物成為科學界的迫切需求。
近日,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院等研究發現靶向抑制PRC1.1復合物可以促進骨骼形成。
01
發現骨骼的“衰老剎車器”
骨骼的健康依賴于一個動態過程——骨骼重塑,這個過程涉及兩種細胞——成骨細胞和破骨細胞。成骨細胞負責形成新的骨組織,而破骨細胞則負責分解舊的骨組織。當這兩種細胞的功能失去平衡時,就會導致骨骼疾病,如骨質疏松等。
在這項研究中,科研團隊發現了一個名為PRC1.1的表觀遺傳調控復合物在骨骼重塑中扮演著重要角色。在細胞內,PRC1.1復合物通過催化H2AK119ub1修飾,起著限制基因表達的作用,就像一個“剎車”一樣,阻止某些基因被過度激活。
02
鎖定骨骼流失元兇
科研團隊研究發現,特異性敲除成骨細胞中PRC1.1復合物的關鍵組分KDM2B,可以顯著提高小鼠的骨量和促進骨形成。
進一步研究發現,KDM2B失活通過下調H2AK119ub1修飾水平,解除了對Wnt/β-catenin信號通路的抑制。這條信號通路如同骨骼形成的“引擎”,激活可促進新骨生成。這表明,PRC1.1復合物的過度活躍可能是導致骨骼損傷的一個重要因素,這一發現為抗骨損傷藥物的研發奠定了關鍵理論基礎。
該發現揭示了衰老相關骨病的深層機制。隨著年齡的增長,PRC1.1復合物活性增強,導致成骨細胞和破骨細胞的動態平衡被打破,最終影響骨骼健康。
03
小分子藥物點燃希望
基于PRC1.1復合物在骨骼重塑中的重要作用,科研團隊開發了靶向PRC1.1復合物的小分子抑制劑(iBP)。iBP通過抑制PRC1.1復合物關鍵組分PCGF1和BCOR的相互作用,破壞PRC1.1復合物的組裝,并下調其活性。
科研團隊在模擬骨質疏松癥的卵巢切除小鼠模型中驗證發現,iBP能夠有效逆轉骨質流失,恢復骨骼的健康狀態;在骨創傷小鼠模型中,iBP還能夠促進骨骼愈合,加速新骨的形成。
這項研究不僅增進了對骨骼生理和病理機制的理解,更為骨損傷相關疾病的治療提供了新的思路和方法。
▲靶向抑制PRC1.1復合物促進骨再生
未來,隨著更多相關研究的開展,有望看到基于PRC1.1復合物調控的新型骨骼治療藥物問世,為改善老年人的骨骼健康和生活質量帶來新希望。
來源:中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院
責任編輯:曹旸
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