骨穩態是通過成骨細胞的骨形成和破骨細胞的骨吸收的平衡來維持的。成骨細胞起源於間充質前體,負責新骨基質的沉積和礦化,而破骨細胞是巨大的多核細胞,起源於骨髓單核細胞譜係,具有獨特的吸收礦化基質的能力。成骨細胞和破骨細胞活性的失衡導致骨形成和吸收不正常,這是最常見的骨質疏鬆症的發病機製。因此,更好地理解平衡機製對於發現治療藥物至關重要。
泛素特異性蛋白酶(USPS)通過保護骨形成或拮抗骨吸收來調節骨代謝。盡管一些USPS,如USP1和USP34,通過促進間充質細胞(MSC)成骨或拮抗骨髓單核細胞(BMM)的破骨細胞分化來調節骨形成。然而,同時協調骨形成和骨吸收來維持骨內環境平衡的特定USPS還知之甚少。
近日,上海交通大學的研究者在Cell Death & Differentiation雜誌上發表了題為“The osteoprotective role of USP26 in coordinating bone formation and resorption《USP26在協調骨形成和骨吸收中的骨保護作用》”的文章。在本研究中,研究者確認USP26是一種以前未知的骨穩態調節因子,它協調骨形成和吸收。本研究的發現證明了USP26可能是治療骨質疏鬆症的潛在靶點。
為了研究USPs在協調骨形成和骨吸收中的潛在作用,研究者首先分析了54個已知的USPs在小鼠骨髓間充質幹細胞和骨髓單核細胞(MSCs和BMMs)中分化後的表達。研究者發現USP26促進骨髓間充質幹細胞成骨分化並抑製骨髓基質細胞破骨分化。
在機製上方麵,研究者還發現USP26通過穩定NF-κBα (IκBα)抑製劑,穩定β連環蛋白(β-catenin),促進MSCs的成骨活性,並破壞BMMs的破骨分化。另外,過表達USP26顯著增加了老年小鼠骨缺損中的骨再生,並減少了卵巢切除引起的骨丟失。
過表達USP26可減少去卵巢小鼠所致的骨丟失
總之,該數據表明USP26通過β-catenin促進成骨細胞分化,並通過IκBα拮抗破骨細胞分化,從而協調骨形成和骨吸收。此外,USP26在促進骨再生和防止卵巢切除誘導的骨丟失方麵的鑒定表明,USP26是代謝性骨病潛在的治療靶點。