科学家发现可通过靶向药物和机械力刺激激活人体自身成骨机制,这一突破性发现将彻底改变骨质疏松症治疗方式。最新研究揭示,G蛋白偶联受体133(GPR133)作为关键调控开关,在成骨细胞表面发挥重要作用。
骨骼形成与骨吸收的平衡机制中,成骨细胞负责新骨生成,破骨细胞则分解老化骨组织。骨质疏松症正是源于这种动态平衡的紊乱。由莱比锡大学领导的研究团队通过基因敲除实验发现,当小鼠全身或成骨前体细胞中的GPR133基因被移除后,这些实验动物出现骨密度下降、骨骼变薄及骨吸收增加等典型骨质疏松症状。深入研究显示,GPR133基因激活可促进成骨细胞分化标记物增加,表明其对骨细胞成熟具有关键调控作用。
分子机制研究揭示,GPR133通过cAMP和β-catenin两条已知对骨骼发育至关重要的信号通路发挥作用。特别值得注意的是,该受体具有机械敏感性——当模拟物理应变(如拉伸或载荷)作用于细胞时,其活性显著增强。研究团队发现GPR133与细胞表面PTK7蛋白形成协同作用,二者共同激活时可产生叠加效应,进一步促进成骨细胞功能。这种机械力与化学信号的协同机制,为运动促进骨骼健康提供了分子层面的解释。
在治疗验证阶段,研究人员使用小分子药物AP503特异性激活GPR133。实验显示,正常小鼠和骨质疏松模型小鼠在接受每日AP503注射后,骨密度和骨骼强度均显著提升。更令人振奋的是,药物治疗与运动结合产生了协同效应,使新骨生成效果进一步增强。该研究首席作者Ines Liebscher教授指出:"通过计算机辅助筛选新发现的AP503化合物,我们成功显著提升了健康小鼠和骨质疏松模型小鼠的骨强度,这为临床应用开辟了新途径。"
此前研究已证实AP503可增强骨骼肌力量,当前发现进一步凸显GPR133作为治疗靶点的巨大潜力。尽管该研究使用小鼠模型存在种间差异限制,且AP503的长期安全性、药代动力学及潜在脱靶效应仍需验证,但其突破性意义在于:1. 提供比现有疗法副作用更少的新治疗路径;2. 通过筛查GPR133基因突变实现骨质疏松早期筛查;3. 为肌肉萎缩症和航天医学中的失重性骨流失治疗提供可能方案。
这项发表于《信号转导与靶向治疗》的研究,不仅为骨质疏松症患者带来新希望,更揭示了机械敏感受体在维持骨骼健康中的重要作用,未来可能发展出结合药物治疗与物理治疗的新型综合干预模式。
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