ARHGAP10作为新型微管结合蛋白调控破骨细胞骨吸收功能的作用机制

本研究揭示了ARHGAP10通过其BAR-PH结构域直接结合微管，并依赖K37/41/44位点调控破骨细胞actin环稳定性。CRISPR/Cas9敲除实验证实ARHGAP10缺失导致actin环形态异常和骨吸收功能受损，其微管结合能力与GAP活性共同维持破骨细胞功能，为骨丢失疾病治疗提供新靶点。

　　

骨骼稳态的维持依赖于破骨细胞（osteoclasts）的骨吸收与成骨细胞的骨形成动态平衡。当破骨细胞过度活跃时，会导致骨质疏松等病理状态。破骨细胞通过形成特殊的actin环结构（actin ring）实现骨吸收功能，该过程需要微管（microtubules）和actin细胞骨架的协同作用。尽管目前针对破骨细胞分化的治疗策略较多，但直接靶向actin环调控的研究仍具挑战性。法国蒙彼利埃大学的研究团队在《Journal of Biological Chemistry》发表论文，揭示了ARHGAP10作为新型微管结合蛋白（MAP）调控破骨细胞功能的关键机制。

研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Arhgap10敲除细胞系，结合微管共沉降实验、结构建模和活细胞成像等技术。通过体外微管结合实验发现ARHGAP10的BAR-PH结构域通过K37/41/44位点直接结合微管，结合亲和力达1.27 μM。破骨细胞功能实验采用羟基磷灰石溶解测定和actin环动态分析。

ARHGAP10是新型微管结合蛋白

微管共沉降实验证实内源性ARHGAP50%与微管共沉淀。通过SWISS-MODEL建模发现BAR-PH结构域形成二聚体，其凹面携带正电荷残基。K37/41/44E突变使微管结合能力丧失，证明这些残基对结合至关重要。

ARHGAP10调控actin环组织

Arhgap10敲除破骨细胞中，正常actin环比例从60%降至30%，伴随多环和碎片化结构出现。活细胞成像显示LifeAct-mCherry标记的actin环稳定性显著降低（重叠频率从0.61降至0.46），骨吸收活性下降70%。

微管结合与GAP活性的双重作用

回补实验表明：野生型ARHGAP10可使骨吸收活性恢复5.9倍，而微管结合缺陷型（K37/41/44E）仅恢复1.6倍。GAP活性缺失突变体（R418A）也仅部分恢复功能（2.5倍），说明两者协同调控破骨细胞功能。值得注意的是，ARHGAP10过表达不能挽救Tubb6敲除表型，提示TUBB6可能通过调节ARHGAP10的微管结合状态发挥作用。

该研究首次阐明ARHGAP10通过"双功能模块"调控破骨细胞：其BAR-PH结构域作为"机械锚点"结合微管，而GAP结构域则作为"信号转换器"调控RHO GTP酶（CDC42/RHOA）活性。这种微管-actin界面调控机制，为开发靶向骨吸收的新型治疗策略提供了理论依据。特别值得注意的是，结构分析揭示BAR结构域既能结合膜脂（如ARHGAP26研究所示）又能结合微管，这种"双重结合特性"可能代表了一类新型细胞骨架调控因子的共同特征。研究提出的"局部释放"假说（TUBB6通过微管解聚调节ARHGAP10空间分布）为理解细胞骨架交叉调控提供了新视角。