意外发现为骨质疏松症的治疗开辟了新途径
威尔康奈尔医学院和纽约长老会研究人员领导的一项合作研究表明,一种细胞蛋白的正常功能似乎可以抑制骨形成,这可能是治疗骨质疏松症的潜在新靶点。
这项研究于7月29日发表于自然通讯研究人员发现,缺乏细胞蛋白SLITRK5的小鼠,会更容易发胖。SLITRK5存在于成骨细胞的表面骨组织比表达slitrk5的亲缘蛋白要多。来自小鼠的实验室实验证实,这种差异主要是由于细胞蛋白质的缺席。
“这种细胞表面蛋白是一种新的骨形成的负调节因子,”资深作者马修·格林布拉特博士说,他是威尔·康奈尔医学的病理学和实验室医学副教授,也是纽约长老会/威尔·康奈尔医学中心的病理学家。“这些真的是我们要发现的最有价值的基因,因为当我们用抗体或其他方法抑制它们时,它们可以促进骨骼形成,成为骨质疏松症和相关疾病的潜在治疗靶点。”
骨质疏松症是一种全身疾病,由于密度不足,骨头容易骨折,是最常见的骨病,仅在美国就有大约1000万人患有骨质疏松症。这种疾病在女性中尤其常见,50岁以上的女性中有近20%患有骨质疏松症,超过一半的女性表现出低骨量的先兆。
格林布拉特说,现有的骨质疏松症治疗方法在逆转骨质流失方面存在重要的局限性。
“在临床上,我们只有很少的方法来构建骨骼,而所有这些方法都与潜在的缺陷有关,”他说,“因此,拥有额外的途径,我们可以靶向构建新骨骼,这不仅会为骨质疏松症,还会为其他骨骼脆弱疾病开辟新的治疗模式。”
格林布拉特的实验室长期以来一直在寻求解决这一需求。在这项新工作中,他和他的同事们首先寻找在体内特别活跃的新蛋白质成骨细胞细胞.
筛选实验揭示了一长串表达于造骨细胞但不是其他类型的细胞。然后,Greenblatt和他的同事们过滤了列表,突出了预计会分泌或显示在细胞表面的基因产物,这将是最容易被抗体药物靶向的蛋白质。
格林布拉特说:“跃居榜首的是一种以前几乎没有研究过的基因,叫做SLITRK5。”
巧合的是,为数不多的发表过SLITRK5研究成果的研究人员之一是弗朗西斯·李(Francis Lee)博士,他是威尔·康奈尔医学院精神病学系主任,也是纽约长老会/威尔·康奈尔医学中心和纽约长老会韦斯特切斯特分部的首席精神科医生,他的实验室就在格林布拉特的实验室的对面。
“这是一个令人惊讶的发现,SLITRK5参与调节骨形成,”李说。“然而,我的实验室对这个基因的研究是由我之前在走廊上与Shahin Rafii博士(1982年)的一次偶然讨论开始的,他是威尔康奈尔医学安萨利干细胞研究所的主任,他的实验室最初在造血干细胞中发现了SLITRK5。那次讨论促成了我们多年来在这一基因上的合作。”
Lee和Greenblatt实验室的科学家迅速合作,开始解剖SLITRK5的成骨细胞特异性功能,发现了它的骨抑制功能。进一步的研究表明,SLITRK5通过抑制被充分研究的信号蛋白Hh(被称为“hedgehog”)的作用而特异地起作用。然而,之前通过提高刺猬的活性来促进骨骼形成的努力都失败了。
格林布拉特说:“在利用刺猬通路方面缺乏进展的部分原因是,刺猬做了很多重要的事情,增强刺猬的活动被视为危险的。”
SLITRK5似乎更具体。尽管从老鼠体内删除该基因会增加它们的骨形成在美国,它不会导致任何明显的骨骼缺陷。“它们确实长出了更多的骨头,”格林布拉特说,“但它们的骨骼形状和骨骼发育都是正常的,所以这一切都是令人放心的。”
缺乏主要的副作用表明,针对SLITRK5的药物不太可能引起问题,至少在骨骼生长方面。
Greenblatt的团队与Lee以及来自厦门大学、马萨诸塞大学医学院、乐高化学生物科学、特殊外科医院和三机构治疗发现研究所的合作者一起,正试图将这些发现转化为骨质疏松症的治疗方法。
进一步探索