CD47 在骨折修复中的关键作用：开启骨愈合研究新视野

为探究 CD47 在骨折修复中的作用，研究人员以小鼠为模型开展研究，发现 CD47 缺失会阻碍骨折愈合。

　　在骨骼的世界里，骨折修复是一场复杂而精妙的 “重建工程”。当骨头遭遇骨折，身体会迅速启动一系列反应，从炎症细胞的聚集清理 “战场”，到间充质祖细胞（MSC）的招募进行修复，再到血管的生长为修复提供养分，每个环节都至关重要。然而，长期以来，CD47 这一广泛存在于细胞表面的受体，在这场 “工程” 中的角色却一直是个谜。以往研究发现，CD47 在癌症、免疫、血管生成等领域发挥着重要作用，干扰 CD47 甚至对部分组织的缺血性损伤修复有益，但它在骨损伤修复中的作用从未被深入探究。为了揭开这个谜团，来自美国密歇根大学、密歇根州立大学等多个机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Bone Research》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，构建了小鼠股骨骨折和缺血性胫骨骨折模型，模拟不同的骨折情况；利用 Micro-CT（微计算机断层扫描）对骨折愈合过程中的骨结构进行高分辨率成像分析；通过组织学分析，详细观察骨折部位的组织构成变化。在细胞实验层面，从骨髓和骨膜中分离培养 MSC、内皮细胞等，运用细胞增殖实验（如 MTT、CCK8 法）检测细胞增殖能力，采用基因表达分析（定量 RT-qPCR）探究相关基因的表达变化，借助流式细胞术分析细胞周期和凋亡情况。

研究结果如下：

• CD47 缺失导致骨痂形成延迟：通过对 CD47 基因敲除（CD47-null）小鼠和野生型（WT）小鼠股骨骨折后的 Micro-CT 和组织学分析发现，在骨折后第 10 天，CD47-null 小鼠的骨痂形成减少，骨体积和骨体积分数降低，纤维组织和软骨增多，不过骨的平均组织矿物质密度（TMD）有所升高；到第 20 天，这些差异不再明显。这表明 CD47 缺失会干扰骨折早期的细胞信号反应，影响骨痂形成。
• CD47 对 MSC 增殖至关重要：无论是骨髓来源还是骨膜来源的 MSC，在 CD47 缺失的情况下，其集落形成能力和增殖能力均显著下降。例如，WT 小鼠的骨髓 MSC 能形成更多的大集落，而 CD47-null 小鼠的则较少；细胞增殖实验也证实，WT 细胞的增殖能力明显强于 CD47-null 细胞。进一步研究发现，CD47-null MSC 的细胞周期进程受阻，处于 S 期的细胞比例显著降低。
• CD47 对 MSC 向成骨细胞分化影响不大：在评估 CD47-null 细胞向产生矿物质的成骨细胞分化能力时发现，虽然 CD47-null 细胞的矿化量显著降低，但当以碱性磷酸酶（ALP，成骨细胞分化的标志物）标准化细胞密度后，WT 和 CD47-null 细胞的矿化没有差异。这说明 CD47 缺失不影响 MSC 向成骨细胞的分化，只是减少了分化为成骨细胞的细胞数量。
• CD47-null 内皮细胞增殖增加：与 MSC 的情况相反，CD47-null 内皮细胞的增殖能力较 WT 细胞有所提高，这与先前文献报道一致，即 TSP1-CD47 信号通路会导致内皮细胞衰老，缺失 CD47 可促进内皮细胞增殖。
• CD47 缺失影响缺血性骨折愈合：在缺血性骨折模型中，CD47-null 小鼠在骨折后第 15 天的骨痂体积、骨体积、骨矿物质含量和组织矿物质含量均显著低于 WT 小鼠，尽管其内皮细胞密度增加，但肢体灌注恢复受限，缺血性骨折愈合受到阻碍。同时，用 CD47 吗啉代寡核苷酸（[M] CD47）处理 WT 小鼠，模拟 CD47 缺失的情况，也得到了类似的结果，表明这种影响并非由于基因敲除小鼠的发育差异所致。

研究结论和讨论部分指出，CD47 在骨折修复中起着不可或缺的作用。CD47 缺失会导致骨折骨痂尺寸减小、骨形成减少，同时伴随纤维化组织增多。这一现象主要是由于 MSC 增殖受损，尽管 CD47 缺失会使内皮细胞增殖增加、早期血管密度升高，但仍无法弥补 MSC 功能障碍对骨折愈合的负面影响。此外，研究还发现 CD47 可能通过激活 MAPK/Erk 信号通路促进骨折痂中细胞的快速增殖，这为进一步探究骨折修复机制提供了新的方向。不过，研究也存在一定局限性，CD47 具有多种功能，其对骨折愈合的影响可能涉及免疫调节等多种机制，未来需要通过细胞和谱系特异性的 CD47 缺失实验来深入剖析其具体作用机制。总的来说，这项研究为理解骨折修复过程提供了重要的理论依据，也为开发针对骨折愈合障碍的治疗策略提供了潜在的靶点。