YAP和TAZ蛋白质被确定为胎儿骨骼发育的潜在关键！

蛋白质YAP和TAZ已被确定为子宫内骨骼发育的导体，可以启发对遗传性疾病的深入了解，例如：成骨不全症（通常称为“脆骨病”）等。

这项基于动物的研究发表在《发育细胞》上，由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院麦凯骨科研究实验室的成员领导，增加了对机械生物学领域的理解。

“尽管对骨骼发育的力学生物学进行了一个多世纪的研究，但其细胞和分子基础在很大程度上仍然是一个谜，”该研究的资深作者、整形外科副教授Joel Boerckel博士说。“本项研究中，我们确定了一个新的细胞群，它们是在力激活基因调节蛋白YAP和TAZ的指导下将人体早期软骨模板转变为骨骼的关键。”

通过单细胞测序，梳理小鼠四肢发育过程中单个细胞表达的基因，Boerckel和该研究的第一作者、前宾夕法尼亚大学生物工程博士生Joseph Collins博士以及他们的同事发现并描述了一类细胞。他们将这些细胞命名为“血管相关成骨细胞前体（VOP）”，这些细胞沿着血管“侵入”早期软骨。

成骨细胞是形成（和固定）骨骼所需的细胞，如果是成骨细胞是骨骼的“父母”，那么VOP相当于是成骨细胞的“父母”、骨骼细胞的“祖父母”。

血管相关成骨细胞前体（VOP）中的YAP和TAZ蛋白在成骨-血管生成偶联过程中发挥作用

而且研究人员还发现，YAP和TAZ的蛋白质对身体的自然运动敏感。该团队之前的工作表明，这对早期骨骼发育和再生至关重要，它们可以充当VOP的导引，传递从身体机械生物学中收集的信号。

研究人员发现YAP和TAZ有助于引导血管整合到软骨中，这是骨骼发育的重要环节。他们首先从人类细胞模型中基因去除YAP和TAZ，发现血管生成环节中止，从而证明了它们的这一作用。然后，研究人员用一种名为CXCL12的特殊蛋白质处理这些人类细胞模型，该蛋白质恢复了YAP和TAZ并重新启动了正常的血管生成。

这项研究是与都柏林大学学院Niamh Nowlan博士长期合作的结果，她的实验室专注于机械力如何指导动物模型和人类患者的骨骼发育。Boerckel、Collins和他们的团队将对骨骼发育的探索作为进一步了解机械生物学的途径。

“力学生物学起源于对骨骼发育的研究，”Boerckel说。“例如，Wolf的骨转化定律指出，小梁骨（海绵状骨）会根据施加在其上的压力进行适应，但他在1894年出版的书中花了更多的时间关注骨骼发育，而不是小梁骨。”

宾夕法尼亚大学研究人员相信，从骨骼发育和力学生物学研究中收集到的信息可以提供背景知识，并有望提供遗传和先天性肌肉骨骼疾病的治疗方法。其中包括脆骨病（身体无法正确制造胶原蛋白，导致骨头容易折断）或关节挛缩症（由于胎儿运动受限而导致关节发育不良）。

Boerckel说：“我们现在正致力于利用这些发现，通过直接的机械或药理学手段来靶向这些细胞和通路，以恢复子宫内的细胞功能和正常的骨骼发育，从而潜在预防这些疾病。”