论文解读｜Liangliang Xu/Sien Lin教授团队揭示Kdm5c调节骨生成和骨形成的新机制

骨折愈合不良或残疾对肢体的功能状态和个人的生活质量产生极大的负面影响。间充质干细胞（MSCs）在骨痂形成、新骨生长等骨折修复过程中起重要作用。然而，骨折部位的缺血微环境常常影响MSCs的存活和分化。

广州中医药大学附属第一医院Liangliang Xu教授团队联合香港中文大学医学院Sien Lin教授团队在本刊发表了题为“Histone demethylase Kdm5c regulates osteogenesis and bone formation via PI3K/Akt/HIF1α and Wnt/β-catenin signaling pathways”的研究快讯，揭示了赖氨酸特异性去甲基化酶5C（Kdm5c）通过PI3K/Akt/HIF1α和Wnt/β-catenin信号通路，调控骨生成和骨形成的过程。

1. Kdm5c缺失与骨生成受损

研究团队建立Kdm5c敲除小鼠模型，发现这些小鼠的骨架明显小于野生型（WT）小鼠（图1 A–F），骨密度和骨体积也显著降低（图1 G、H）。Kdm5c敲除的MSCs在体外骨生成分化能力减弱，骨形成率和矿化速率降低。进一步的免疫组织化学检测显示，Kdm5c敲除小鼠骨组织中与骨形成相关的蛋白（如OPG、OCN、OPN）也显著减少。

2. Kdm5c对PI3K/Akt和Wnt信号通路的调控

RNA测序分析显示，Kdm5c敲除小鼠的MSCs中，有112个基因上调，而612个基因下调。KEGG分析发现，这些下调的基因涉及多条与骨生成相关的信号通路，如PI3K/Akt和Wnt信号通路。Western blot分析进一步证实了这些信号通路中关键蛋白水平的下降（图1 I、J）。

3. Kdm5c过表达与骨折愈合加速

在骨折愈合实验中，研究团队发现过表达Kdm5c 的MSCs显著加速了小鼠的骨折愈合过程，小鼠的骨密度和骨体积增加，力学性能更好。此外，骨折部位的OCN和HIF1α水平也有所升高，表明Kdm5c的过表达对骨折修复有促进作用（图1K–O）。

图1. Kdm5c缺失通过抑制PI3K/Akt/HIF1α和Wnt/β-catenin途径损害骨发育，其过表达加速骨折愈合

这项研究不仅揭示了Kdm5c在骨生成和骨形成中的关键作用，还为我们提供了骨折治疗的新思路。Kdm5c过表达的MSCs作为一种潜在的骨折治疗手段，未来有望在骨折修复领域发挥重要作用。未来的研究将进一步探讨Kdm5c在骨折修复和骨生成中的机制，并测试其在临床中的应用价值。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304223001071  

引用这篇文章：

Li Y, Ding L, Zhang Y, et al. Histone demethylase Kdm5c regulates osteogenesis and bone formation via PI3K/Akt/HIF1α and Wnt/β-catenin signaling pathways. Genes Dis. 2024;11(1):64-66.