骨髓脂肪生成谱系前体：成年小鼠骨吸收的关键调控者

为探究 MALPs 来源的 RANKL 在成骨中的作用，研究发现其主导小梁骨吸收，影响骨稳态、绝经后骨丢失和损伤修复。

　　在人体中，骨骼就像一座坚固的大厦，不仅支撑着身体，保护着内部器官，还参与造血等重要生理过程。而骨重塑则像是大厦的定期 “翻新工程”，其中破骨细胞介导的骨吸收是关键环节。破骨细胞如同大厦的 “拆除工人”，从造血谱系的髓样祖细胞分化而来，能分泌酸性物质和催化酶，分解富含胶原蛋白的骨细胞外基质（ECM）。长期以来，人们认为破骨细胞寿命短暂，但最新研究发现它们可通过裂变和融合机制不断循环，延长自身寿命。

在骨重塑的调控中，集落刺激因子（Csf1）和核因子 κB 受体激活剂配体（RANKL）是两个关键角色。Csf1 促进破骨细胞前体增殖并使其表达 RANKL 受体 RANK，而 RANKL 则是驱动破骨细胞前体分化为成熟破骨细胞的主要因素。早期研究认为成骨细胞，尤其是骨基质中的骨细胞是 RANKL 的主要来源。然而，近年来随着单细胞转录组学技术在骨研究中的应用，一种独特的间充质亚群 —— 骨髓脂肪生成谱系前体（MALPs）被发现，它高度表达脂肪生成标记物，且可能是骨中 RANKL 和 Csf1 的主要来源。

以往研究使用组成型 Cre（Adipoq-Cre）研究 MALPs 的作用，但存在局限性，可能受发育缺陷影响，且无法排除成骨细胞和骨细胞中相关调控因子被同时消耗的可能性。为了更深入、准确地探究 MALPs 来源的 RANKL 在成年骨组织中的作用，美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院骨科的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Bone Research》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先，对小鼠和人类的单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）数据集进行分析，以探究细胞组成和基因表达情况；接着，通过构建可诱导的报告基因小鼠（Adipoq-CreER^Tomato）和 RANKL 基因敲除小鼠（Adipoq-CreER RANKL^flox/flox，iCKO），在正常、雌激素缺乏和损伤修复等不同条件下研究成年骨表型；此外，还利用了 RNA 荧光原位杂交（FISH）技术，在体内识别 RANKL 表达细胞。

研究结果显示：

1. Adipoq⁺细胞的组成：整合 scRNA-seq 数据集和谱系追踪实验表明，Adipoq⁺细胞不仅包含 MALPs，还含有一些具有双向分化潜能的间充质祖细胞。这些间充质祖细胞可能是晚期的、双潜能的间充质祖细胞，如 scRNA-seq 中鉴定的谱系定向祖细胞（LCPs）。
2. MALPs 是破骨细胞调节因子的主要来源：通过分析人类骨髓的 scRNA-seq 数据，结合小鼠原位染色实验，证实 MALPs 是骨中破骨细胞调节因子（包括 RANKL 和 Csf1）的主要产生细胞，而成骨细胞和骨细胞并非主要来源。
3. MALP 来源的 RANKL 对成年小鼠骨吸收的影响：构建的 RANKL iCKO 小鼠实验显示，3 月龄时敲低 MALPs 中的 RANKL，可使长骨和椎骨的小梁骨量迅速增加，这是由于骨吸收减少，但对皮质骨无影响。同时，骨组织形态计量学分析表明，破骨细胞和骨形成细胞的数量及活性均发生改变，血清化学指标也证实了骨吸收和骨形成标志物的变化。此外，RANKL 缺失对造血功能无明显影响。
4. RANKL 在卵巢切除（OVX）诱导的骨丢失中的作用：OVX 手术模拟人类绝经后骨质疏松，研究发现 MALPs 来源的 RANKL 缺失可减轻 OVX 诱导的小梁骨丢失。在 OVX 后，iCKO 小鼠的小梁骨量明显高于野生型小鼠，骨组织形态计量学和血清化学分析进一步证实了 RANKL 在增强骨吸收中的作用，且 RANKL 不参与 OVX 诱导的骨髓脂肪生成。
5. RANKL 对骨质疏松性骨量恢复的影响：在 OVX 诱导的骨质疏松小鼠模型中，敲低 MALPs 中的 RANKL 仍能在短时间内有效恢复小梁骨量。与野生型小鼠相比，iCKO 小鼠经他莫昔芬（Tam）处理后，小梁骨量增加更为显著，骨组织形态计量学和血清化学分析也显示出骨吸收和骨形成的变化。
6. MALP 来源的 RANKL 对骨愈合的影响：在钻孔损伤模型中，iCKO 小鼠的骨愈合延迟，损伤部位的破骨细胞数量明显减少，而成骨细胞未受影响。这表明 MALP 来源的 RANKL 在这种骨修复过程中驱动破骨细胞生成和骨重塑。

研究结论和讨论部分指出，该研究挑战了传统观点，即骨细胞是小梁骨重塑中 RANKL 的主要来源。研究表明，MALPs 才是小梁骨中 RANKL 的主要来源，在正常和病理条件下，对刺激破骨细胞形成和促进小梁骨吸收起主导作用。虽然不能排除骨细胞来源的 RANKL 在某些疾病和治疗条件下的重要性，但在本研究未涉及的情况下，骨细胞可能主要调节皮质骨的更新。此外，该研究首次探讨了钻孔损伤后破骨细胞在骨愈合中的作用，发现 MALPs 来源的 RANKL 缺失会延迟皮质骨愈合。同时，研究还发现骨衬里细胞可能包含脂肪生成细胞，为进一步研究骨重塑提供了新方向。

总的来说，该研究揭示了骨髓脂肪生成谱系前体在成年小鼠小梁骨区域骨吸收调控中的关键作用，为靶向 RANKL 信号通路治疗相关疾病提供<