口腔健康北京实验室王松灵院士团队揭示硝酸盐-Sialin促进间充质干细胞成骨并维持骨稳态
近日,首都医科大学口腔健康北京实验室王松灵院士联合南方医科大学王晓刚教授在《Bone Research》发表题为“Sialin-STAT3 axis regulates bone homeostasis in mice”的研究论文。该研究首次揭示硝酸盐可上调转运体Sialin(SLC17A5)表达并增强间充质干细胞(MSCs)成骨分化潜能,从而维持骨稳态并缓解衰老相关骨量丢失。该工作为基于无机盐信号的骨质疏松干预提供了新的分子依据与潜在策略。首都医科大学附属北京口腔医院李晓钰博士为第一作者,南方医科大学王晓刚教授和首都医科大学口腔健康北京实验室王松灵院士(末位通讯)为共同通讯作者。

随着人口老龄化进程加速,骨质疏松等骨代谢疾病负担持续攀升,已成为影响中老年人生活质量与致残风险的重要公共卫生问题。骨组织依赖骨形成与骨吸收的动态平衡维持结构与力学性能,而衰老相关骨稳态失衡的重要细胞学基础之一在于骨髓MSCs成骨潜能下降。既往研究提示线粒体功能衰退可导致能量供给不足与代谢适应障碍,从而限制MSCs成骨分化并推动骨量丢失,但连接无机盐信号与干细胞代谢稳态的关键分子仍缺乏明确阐释。
针对上述科学问题,研究团队通过遗传学模型与体内外功能验证发现,Slc17a5缺失导致MSCs线粒体功能受损并削弱成骨分化能力,进而引发骨量下降与骨微结构破坏。相反,增强Sialin表达可改善线粒体功能并促进成骨分化。进一步研究表明,Sialin与pSTAT3S727相关并影响线粒体生物能量代谢,从而为MSCs成骨分化提供能量支持;药理学抑制STAT3活性可削弱骨形成相关表型并限制Sialin的促成骨作用。
该研究进一步在衰老相关骨质疏松模型中验证了其生理与转化意义。研究显示硝酸盐补充可上调Sialin表达,改善衰老MSCs线粒体功能与成骨潜能,并在整体水平缓解骨量下降与骨微结构恶化。上述结果提示硝酸盐-Sialin通路在骨稳态维持中具有重要功能意义。

图 Sialin促进间充质干细胞成骨并维持骨稳态
该研究受国家自然科学基金(82030031,82350003,82401082,92149301),北京市政府资助项目(首医口腔健康北京实验室,PXM2021-014226-000041),北京市政府(北京学者项目,PXM2021_014226_000020)等资助。

王松灵,中国科学院院士,讲席教授、主任医师,南方科技大学医学院院长、南方科技大学伦敦国王学院医学院院长,首医口腔健康北京实验室主任。中国抗衰老促进会理事长、中华口腔医学会副会长、国务院学位委员会口腔医学召集人、全国口腔教材评审委员会主任委员。研究方向为稳态医学、牙颌发育与再生、唾液腺疾病诊疗。《中华口腔医学杂志》总编辑,《Oral Science and Homeostasic Medicine》《医学教育管理》《今日口腔》等杂志主编。以第一完成人获2003及2010年国家科技进步二等奖,获威廉盖茨(William J. Gies)奖、吴阶平医药创新奖、何梁何利科学技术奖。
撰稿:李晓钰
排版:王婉婷
审核:邵雪梅