Nature子刊：利用特定光线照射骨组织可促进骨骼自我修复

喝牛奶有助于骨骼长得又粗又壮，但如果直接照射光线也有帮助呢？

如今，在一项新的研究中，来自日本东京医科齿科大学的研究人员报告说，利用光线照射骨组织有助于治疗骨病。他们发现，基于光线的治疗方法可以帮助激活骨骼进行自我修复。相关研究结果近期发表在Scientific Reports期刊上，论文标题为“Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light”。

骨骼在破骨细胞（osteoclast）和成骨细胞（osteoblast）的作用下不断重塑，其中破骨细胞负责分解骨组织，而成骨细胞负责生成新的骨组织。这两类细胞都是从未成熟的前体细胞发育而来，控制它们的活动是治疗骨骼生长障碍的一种很有前景的方法。

论文共同通讯作者 Takao Nakata 说，“以前的研究已经使用了光遗传学，即通过光激活目标分子来诱导或增强特定的细胞功能。然而，光遗传学工具尚未被用于由前体细胞分化而形成的成熟分化细胞，比如由单核细胞/巨噬细胞产生的破骨细胞。”

在这项新的研究中，这些作者构建了RANK的光激活形式，其中RANK是破骨细胞分化过程中的一种重要信号蛋白。然后，他们在巨噬细胞中表达了这种名为Opto-RANK的光遗传蛋白，并用蓝光照射激活它，观察这些巨噬细胞是否会开始表现得像破骨细胞。

图片来自Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w

论文共同通讯作者 Tomohiro Ishii 解释说，“这些结果非常明显。Opto-RANK对蓝光激活的反应是形成活性簇，从而招募TRAF6，即一种调节破骨细胞分化的关键分子。”

此外，这些蓝光激活的巨噬细胞还表现出三个基因的激活，这些基因通常在成熟的破骨细胞中表达。这些巨噬细胞还形成了许多小坑，这是成熟破骨细胞的一个特征，有助于它们分解骨组织。

Nakata说，“我们的研究结果表明，Opto-RANK可用于诱导巨噬细胞分化为破骨细胞，并在蓝光激活下刺激局部骨吸收。”

蓝光激活可以实现对 Opto-RANK 活性的精确控制，这使其成为细胞疗法的有力工具，例如治疗异常钙化疾病和牙齿矫正问题。此外，Opto-RANK 的作用可能超出骨生物学的范畴，因为 RANK 信号还涉及其他重要功能，如免疫、体温调节和肿瘤发生。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Aiko Takada et al. Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light. Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w.

Opto-RANK: A light switch for osteoclasts that could activate bone repair
https://medicalxpress.com/news/2024-03-opto-osteoclasts-bone.html