研究发现骨桥蛋白对间充质干细胞成脂成骨分化的调节作用

近日，国际学术期刊《Stem Cells》在线发表了健康所时玉舫研究组题为“An Osteopontin-Integrin interaction plays a critical role in directing adipogenesis and osteogenesis by mesenchymal stem cells”的研究论文，报道了骨桥蛋白（Osteopontin，OPN）在MSCs（Mesenchymal stem cells， MSCs）成脂成骨分化平衡中的重要作用。

MSCs作为干细胞的一种，因其具有多向分化潜能，在损伤组织修复中发挥重要作用，并在再生医学领域中具有广泛的应用前景。近年来，众多研究一致认为骨髓中的MSCs是脂肪细胞和成骨细胞的共有前体细胞。因此，骨和脂肪之间存在竞争性平衡，这一平衡的打破与多种代谢疾病密切相关，例如：在骨质疏松和骨量减少患者的骨髓中，脂肪含量明显高于健康对照。然而，MSCs的成脂成骨分化平衡失调在这些疾病病理进程中的作用仍不清楚。因此，研究MSCs成脂成骨分化的调控机制具有重要生理意义。

博士研究生陈箐、寿培舜等发现，缺失OPN的MSCs易于进行成脂分化，而成骨分化能力则明显减弱。由于OPN在小鼠整个胚胎发育过程中的缺失会引起许多生理变化，为了证明上述OPN缺失MSCs的分化表型是OPN直接作用的结果，他们利用shRNA特异性敲除OPN或在OPN缺失 MSCs中重新表达OPN等实验证明OPN缺失MSCs成脂成骨分化能力的变化来自于OPN的直接作用。结合OPN特异性中和抗体实验和补充外源性OPN实验，研究进一步证明胞外形式OPN在调控MSCs分化中发挥重要作用。这一作用依赖于OPN的受体-integrin ?v?1及其参与调控的C/EBPs信号通路，进而调节MSCs的成脂成骨分化。体内研究发现，尽管OPN 缺失小鼠的骨及骨髓中脂肪细胞含量正常，但是OPN 缺失小鼠的体脂比要明显高于野生型小鼠。至此，该研究首次揭示了OPN在调控MSCs成脂成骨分化平衡中的重要调节作用。

该研究得到了国家科技部、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委及上海市科委的资助。