VGF 及 AQEE30：治疗骨质疏松新希望 —— 激活骨形成的关键因子

为克服抗骨质疏松药物局限，研究人员探究新骨形成因子，发现 VGF 和 AQEE30 可促进成骨，意义重大。

　　骨质疏松，作为一种常见的代谢性骨病，如同隐藏在身体里的 “沉默杀手”，悄无声息地侵蚀着人们的骨骼健康。它以低骨量和微结构改变为特征，大大增加了骨折的风险，严重影响患者的生活质量。目前，抗骨质疏松药物在临床应用中存在诸多局限，像是长期治疗效果不佳，无法有效预防非椎体骨折等问题。这让众多科研人员纷纷踏上寻找新疗法的征程，试图打破这一困境。

来自韩国多个研究机构的科研人员勇挑重担，开展了一项意义非凡的研究。他们将目光聚焦于巨核细胞（MKs）分泌的物质，期望从中找到能够刺激骨形成的新因子，尤其是针对皮质骨的有效靶点。历经重重探索，他们终于取得了令人瞩目的成果。研究发现，Vgf（一种神经生长因子反应基因）及其衍生的活性肽 AQEE30 在骨形成过程中扮演着至关重要的角色，它们能够激活成骨细胞中的 cAMP-PKA 信号通路，进而促进骨形成。这一发现为开发治疗骨质疏松的新药物指明了方向，有望大幅降低非椎体骨折的风险，为广大患者带来新的希望。该研究成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上。

为了深入探究其中的奥秘，研究人员运用了多种关键技术方法。他们借助蛋白质组学分析，对 MKs 分泌的物质进行了细致剖析，成功锁定了潜在的骨形成因子。在细胞实验中，采用细胞活力检测、细胞增殖实验、骨结节形成实验等，深入研究相关因子对成骨细胞的影响。同时，通过构建 Vgf 基因敲除小鼠模型，利用微计算机断层扫描（Micro-CT）技术，对小鼠骨骼进行扫描，精确分析骨骼的形态和结构变化。此外，还运用 RNA 干扰、实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western blotting）等技术，从基因和蛋白水平揭示相关分子机制。

下面来看具体的研究结果：

1. VGF 和 AQEE30 促进体外骨形成：研究人员采用分级分泌组策略，从 MKs 条件培养基（CM）中筛选新的骨形成因子。经过一系列复杂的实验操作，他们发现 VGF 在 MK 样细胞中高表达，且其表达水平与成骨细胞活力密切相关。进一步研究表明，VGF 缺失会显著降低成骨细胞活力和矿化能力，而 AQEE30 则能显著促进成骨细胞增殖、活力和矿化，还能刺激成骨细胞分泌骨钙素。细胞周期分析显示，AQEE30 可促进细胞周期从 G0-G1 期向 S 期转变，增加 Cyclin-dependent kinases（CDKs）的表达，从而促进细胞增殖。
2. VGF 缺失导致皮质骨骨量减少：通过对 Vgf 基因敲除小鼠的研究发现，与野生型小鼠相比，Vgf^-/-小鼠的皮质骨质量参数明显降低，如皮质厚度（Ct.Th）、皮质厚度占总面积的比例（Ct.Ar/Tt.Ar）等。同时，成骨细胞数量减少，骨形成活性降低，血清骨钙素水平下降。而在小梁骨方面，Vgf^-/-小鼠表现出性别特异性变化，雌性小鼠小梁骨骨量增加，雄性小鼠小梁骨参数则无明显变化。这表明 VGF 对皮质骨和小梁骨的影响存在差异，且 VGF 缺失主要通过抑制骨形成来降低皮质骨质量。
3. AQEE30 通过 cAMP-PKA 信号通路发挥作用：研究人员深入探究 AQEE30 在成骨细胞中的下游靶点，发现它可剂量依赖性地增加细胞内 cAMP 水平，激活 PKA。使用腺苷酸环化酶抑制剂 SQ22536 或 PKA 抑制剂 H89 预处理，能够阻断 AQEE30 对成骨细胞增殖和矿化的促进作用。此外，AQEE30 还能降低细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p21 的表达，增加视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）的磷酸化水平，而这些作用同样可被 SQ22536 阻断。这充分说明 cAMP-PKA 信号通路在 AQEE30 促进成骨细胞增殖和骨形成过程中起着关键的介导作用。
4. C3AR1 是 AQEE30 的潜在受体：C3AR1 作为一种 G 蛋白偶联受体，在成骨细胞分化过程中表达上调。结合 ELISA 和免疫沉淀实验证实，AQEE30 与 C3AR1 存在剂量依赖性相互作用。使用 C3AR1 抑制剂 SB290157 或其 siRNA 抑制 C3AR1 的活性和表达后，AQEE30 对成骨细胞活力、矿化和 cAMP 水平的促进作用均被阻断，同时 AQEE30 对 p21 表达的抑制和对 Rb 磷酸化的促进作用也被逆转。这有力地表明，C3AR1 很可能是 AQEE30 在成骨细胞中的受体。
5. PEG 化 AQEE30 促进体内骨形成：为提高 AQEE30 的稳定性，研究人员制备了 mini-PEGylated AQEE30（PEG-AQEE30）。体外实验显示，PEG-AQEE30 比 AQEE30 更能增强成骨细胞的增殖和矿化能力，且与 C3AR1 的结合能力更强，刺激 cAMP 分泌的作用也更显著。体内实验中，向小鼠颅骨注射 PEG-AQEE30 后，发现其可增加颅骨的总骨面积和新骨面积，提高成骨细胞数量。在小鼠股骨缺损模型中，PEG-AQEE30 同样表现出色，能够显著减小骨缺损面积，增加骨量。这充分证明，PEG-AQEE30 在体内具有强大的促进骨形成的作用。

综上所述，该研究成功发现了 MK 分泌的 VGF 在成骨细胞骨形成中起着关键调节作用，特别是在皮质骨中。AQEE30 作为 VGF 衍生的主要活性肽，通过与 C3AR1 受体结合，激活 cAMP-PKA 信号通路，从而促进成骨细胞增殖和骨形成。PEG-AQEE30 在体内外均展现出良好的促进骨形成效果，为开发新型抗骨质疏松药物提供了极具潜力的靶点和方向。不过，研究中也发现 VGF 对皮质骨和小梁骨的影响存在差异，且在小梁骨中存在性别特异性，其具体机制还有待进一步深入研究。但无论如何，这项研究成果为骨质疏松的治疗带来了新的曙光，有望在未来改善众多患者的健康状况。