Nature子刊:利用特定光线照射骨组织可促进骨骼自我修复 |
来源:100医药网 2024-03-28 08:47
蓝光激活可以实现对 Opto-RANK 活性的精确控制,这使其成为细胞疗法的有力工具,例如治疗异常钙化疾病和牙齿矫正问题。喝牛奶有助于骨骼长得又粗又壮,但如果直接照射光线也有帮助呢?
如今,在一项新的研究中,来自日本东京医科齿科大学的研究人员报告说,利用光线照射骨组织有助于治疗骨病。他们发现,基于光线的治疗方法可以帮助激活骨骼进行自我修复。相关研究结果近期发表在Scientific Reports期刊上,论文标题为 Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light 。
骨骼在破骨细胞(osteoclast)和成骨细胞(osteoblast)的作用下不断重塑,其中破骨细胞负责分解骨组织,而成骨细胞负责生成新的骨组织。这两类细胞都是从未成熟的前体细胞发育而来,控制它们的活动是治疗骨骼生长障碍的一种很有前景的方法。
论文共同通讯作者 Takao Nakata 说, 以前的研究已经使用了光遗传学,即通过光激活目标分子来诱导或增强特定的细胞功能。然而,光遗传学工具尚未被用于由前体细胞分化而形成的成熟分化细胞,比如由单核细胞/巨噬细胞产生的破骨细胞。
在这项新的研究中,这些作者构建了RANK的光激活形式,其中RANK是破骨细胞分化过程中的一种重要信号蛋白。然后,他们在巨噬细胞中表达了这种名为Opto-RANK的光遗传蛋白,并用蓝光照射激活它,观察这些巨噬细胞是否会开始表现得像破骨细胞。
图片来自Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w
论文共同通讯作者 Tomohiro Ishii 解释说, 这些结果非常明显。Opto-RANK对蓝光激活的反应是形成活性簇,从而招募TRAF6,即一种调节破骨细胞分化的关键分子。
此外,这些蓝光激活的巨噬细胞还表现出三个基因的激活,这些基因通常在成熟的破骨细胞中表达。这些巨噬细胞还形成了许多小坑,这是成熟破骨细胞的一个特征,有助于它们分解骨组织。
Nakata说, 我们的研究结果表明,Opto-RANK可用于诱导巨噬细胞分化为破骨细胞,并在蓝光激活下刺激局部骨吸收。
蓝光激活可以实现对 Opto-RANK 活性的精确控制,这使其成为细胞疗法的有力工具,例如治疗异常钙化疾病和牙齿矫正问题。此外,Opto-RANK 的作用可能超出骨生物学的范畴,因为 RANK 信号还涉及其他重要功能,如、体温调节和肿瘤发生。( 100yiyao.com)
参考资料:
Aiko Takada et al. . Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w.
Opto-RANK: A light switch for osteoclasts that could activate bone repair
https://medicalxpress.com/news/2024-03-opto-osteoclasts-bone.html
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