失重性骨丟失是航天員長期在軌飛行所面臨的關(guān)鍵醫(yī)學(xué)問題。2019年?4月8?日，國際權(quán)威期刊Nature Communications（自然通訊）以“TMCO1-mediated Ca2+leak underlies osteoblast functions via CaMKII signaling”為題在線發(fā)表了中國航天員科研訓(xùn)練中心李英賢團(tuán)隊和北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所王顯花團(tuán)隊的研究文章，報道了該團(tuán)隊在失重性骨丟失研究中的最新進(jìn)展，揭示了一種新型的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣通道蛋白通過對胞內(nèi)鈣信號的調(diào)控在失重性骨丟失中發(fā)揮的重要作用及機(jī)制。
鈣離子是航天飛行中機(jī)體內(nèi)變化最大、最快的第二信使，在骨重塑的過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。但是，細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫對骨丟失的調(diào)控作用卻知之甚少。本項研究發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白TMCO1與骨形成及失重性骨丟失密切相關(guān)，該基因缺失會導(dǎo)致顯著的骨形成功能下降進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重骨丟失的發(fā)生。在成骨細(xì)胞內(nèi)TMCO1作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣通道蛋白，通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胞質(zhì)微區(qū)鈣信號的變化顯著地影響了成骨細(xì)胞鈣依賴性蛋白激酶CaMKII磷酸化，進(jìn)而通過其下游組蛋白去乙酰化酶HDAC4的磷酸化及核質(zhì)轉(zhuǎn)位，促進(jìn)成骨細(xì)胞關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子RUNX2的穩(wěn)定性。該研究首次證明了作為骨形成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子RUNX2乙酰化與泛素化之間的關(guān)系，二者的穩(wěn)態(tài)維持是實現(xiàn)其調(diào)控功能的關(guān)鍵，TMCO1通過對胞內(nèi)鈣信號的影響實現(xiàn)對該平衡的精準(zhǔn)調(diào)控，達(dá)到促進(jìn)骨形成的作用。
該研究建立了成骨細(xì)胞內(nèi)鈣信號的變化與骨形成之間的清晰關(guān)系，揭示了骨形成調(diào)控的一種新機(jī)制，為失重性骨丟失的對抗防護(hù)及骨質(zhì)疏松的治療提供了一種全新的思路。
中國航天員科研訓(xùn)練中心厲建偉博士和柳彩芝助理研究員是該文章的共同第一作者。中國航天員科研訓(xùn)練中心李英賢研究員、凌樹寬副研究員和北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所的王顯花副研究員是這篇文章的共同通訊作者。蛋白質(zhì)組學(xué)國家重點實驗室北京蛋白質(zhì)組中心秦鈞教授團(tuán)隊和蘇州大學(xué)第二附屬醫(yī)院徐又佳教授團(tuán)隊作為共同作者分別承擔(dān)了質(zhì)譜分析和骨組織病理分析的相關(guān)工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點項目和中國博士后科學(xué)基金的資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09653-5?
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