快讯：骨组织细胞的代谢与分化调控

黄童龄 钟丽红 卢兆成 管 敏*

1(中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 518055)

2(中国科学院大学 北京 100049)

随着中国人口的老龄化，骨质疏松症的发病率显著上升，高致残率使其成为我国重大医疗及公共卫生问题之一。骨质疏松症是以骨量减少和骨微结构退变，导致骨脆性增大和易发生脆性骨折为特征的全身性骨骼疾病。成骨细胞介导的骨形成和破骨细胞介导的骨吸收的精细平衡构成了骨稳态。其中，成骨细胞由骨髓间充质干细胞分化而来，具有形成新骨的能力；而破骨细胞则主要来源于造血干细胞，是体内唯一具有骨吸收功能的细胞。人的一生都处于骨转换过程中，正常生理条件下，破骨细胞附着于骨表面，开始降解骨的有机物和无机矿物质，形成骨吸收陷窝，随后成骨细胞聚集在吸收陷窝的底部，开始形成类骨质，最终矿化，形成新骨。骨质疏松症患者的骨转换特点是骨吸收增强而骨形成不足，这种骨重建失衡被认为是全身性骨丢失的主要原因。近年，骨组织细胞的代谢与分化的共调节成为研究的热点。本课题组2016—2021 年的研究发现，葡萄糖等能量物质的代谢可影响骨组织细胞的分化和功能，代谢调控的异常可导致骨稳态失衡和骨质疏松。

作为骨生成的“种子”细胞，骨髓间充质干细胞(Mesenchymal Stromal/Stem Cell，MSC)的成骨分化及矿化是骨形成和骨再生的关键。MSC 在Runx2 和 Osterix 等关键转录因子的调控下依次分化为成骨祖细胞和成骨细胞。其中，成骨细胞分泌胶原蛋白和非胶原蛋白，构成骨基质的有机成分，此过程所需的核酸、蛋白等生物分子合成均需要能量供应。……