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Science子刊:重大进展!基质金属蛋白酶MMP9和MMP14调节破骨细胞的骨吸收活性

来源:本站原创 2020-02-09 21:12

2020年2月9日讯/生物谷BIOON/---骨稳态(bone homeostasis)包括新骨形成与现有骨的重塑和吸收之间的平衡作用。对于患上骨质疏松等骨损耗疾病(bone-wasting disease)的患者而言,骨吸收占主导。

破骨细胞(osteoclast)在正常生长和发育期间以及从骨质疏松症到癌症骨转移的病理状态中都积极地重塑骨骼的矿物质和蛋白成分。作为一种半胱氨酸蛋白酶,组织蛋白酶K(cathepsin K)赋予破骨细胞以强效的I型胶原溶解活性,然而,组织蛋白酶K缺失的小鼠以及组织蛋白酶K突变的人类,仍然通过尚未确定的效应物继续重塑骨骼并降解胶原蛋白。

为了确定潜在的新型治疗靶点,在一项新的研究中,来自美国密歇根大学和中国武汉大学的研究人员鉴定出破骨细胞中的一种不依赖于组织蛋白酶K的胶原溶解系统,它由分泌性的基质金属蛋白酶MMP9和膜锚定的基质金属蛋白酶MMP14的功能冗余性网络组成。相关研究结果发表在2020年2月5日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Osteoclast-mediated bone resorption is controlled by a compensatory network of secreted and membrane-tethered metalloproteinases”。
Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aaw6143。

令人意外的是,尽管单独剔除Mmp9和Mmp14中的任何一种都会使得骨吸收保持完整,但是同时靶向这两种基质金属蛋白酶可在体内和体外抑制小鼠破骨细胞的骨吸收活性,此外也在体外抑制人类破骨细胞的骨吸收活性。

在体内,Mmp9/Mmp14条件性双敲除小鼠表现出显著的骨密度增加,并且对甲状旁腺激素或卵巢切除术(ovariectomy)引起的病理性骨丢失显示出高度保护的状态。

总之,这些研究结果表征了一种在小鼠和人类破骨细胞中起作用的胶原溶解系统,并确定MMP9/MMP14轴是一种对骨损耗疾病状态进行治疗干预的潜在靶标。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Lingxin Zhu et al. Osteoclast-mediated bone resorption is controlled by a compensatory network of secreted and membrane-tethered metalloproteinases. Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aaw6143.
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