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北京協(xié)和醫(yī)院專家解析脊柱側凸發(fā)病新機制

文章來源:中國日報網發(fā)布日期:2025-03-04瀏覽次數(shù):11
近日,北京協(xié)和醫(yī)院骨科主任仉建國教授、副主任吳南教授團隊與山東大學齊魯醫(yī)院,美國德克薩斯大學、南加利福尼亞大學團隊合作,在《美國科學院學報》上發(fā)表原創(chuàng)性論著。研究團隊發(fā)現(xiàn)調控骨骼發(fā)育的核心基因SOX9中的腫瘤相關巨噬細胞(TAM)結構域變異會導致脊柱發(fā)育異常,解析了骨骼發(fā)育不良和脊柱側凸的新機制,為骨骼發(fā)育不良等疾病的早期預警和早期診療提供了重要依據。

全球約3%的青少年被脊柱側凸困擾。有研究顯示,超過60%的人群會發(fā)生退變性脊柱側凸。傳統(tǒng)治療手段大多依賴支具矯正或手術,但病因不明常常導致“治標不治本”。如果把人體骨骼比作高樓大廈,SOX9基因就是負責繪制“軟骨設計圖”的總工程師,指導胎兒時期椎骨、肋骨的形態(tài)構建,以及成年后骨骼結構的維護。


SOX9基因TAM結構與變異影響中軸骨穩(wěn)態(tài)的模式圖。北京協(xié)和醫(yī)院供圖

SOX9基因包含三個重要功能域,其中DIM和HMG兩個功能域的突變常導致嚴重骨骼發(fā)育不良。但科學家卻發(fā)現(xiàn),多數(shù)嚴重骨骼畸形的患者沒有明顯的基因異常,仿佛“設計圖紙看似完整,建筑卻悄然傾斜”。是否有某些細微的基因變異被忽視了?

對此,研究團隊分析了424名先天性脊柱側凸患者的基因數(shù)據,鑒定出4種SOX9基因致病性相關變異。結合患者的臨床表現(xiàn)分析發(fā)現(xiàn),TAM結構域中的突變可能與輕型骨骼畸形有關。

為證實這一猜想,團隊構建了同樣變異的小鼠模型。結果顯示,攜帶TAM結構域突變的小鼠在出生時骨骼正常,但成長的過程中逐漸出現(xiàn)尾巴彎曲、胸廓異常、脊柱側凸,成年后43%自發(fā)形成脊柱側彎,與人類“彎肢發(fā)育不良綜合征”癥狀一致。研究人員表示,這提示TAM結構域中的SOX9基因突變不僅導致廣泛的骨骼發(fā)育不良,也可導致中軸骨的骨骼畸形,這也解釋了部分患者幼年沒有癥狀、青春期骨骼快速生長時才發(fā)病的情況。

研究還發(fā)現(xiàn),TAM結構域如同SOX9的“保質期標簽”。正常標簽確保蛋白質穩(wěn)定工作數(shù)小時,而變異標簽讓蛋白質“提前過期”。這導致軟骨細胞無法正常分泌膠原蛋白、彈性纖維等“骨骼建材”,脊柱的穩(wěn)定結構逐漸崩塌。研究還發(fā)現(xiàn),TAM結構域變異會減少關鍵信號分子ADGRG6的表達,而該分子正是維持脊柱對齊的“隱形支架”。

傳統(tǒng)認知認為,SOX9變異必然導致嚴重先天畸形。而本研究發(fā)現(xiàn),TAM結構域突變則展現(xiàn)了“溫和但持久”的破壞模式,提示TAM結構域突變在成人脊柱畸形發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色,為解析成人脊柱畸形的致病機理提供了新思路。

北京協(xié)和醫(yī)院骨科團隊建立了全球大的先天性脊柱畸形遺傳研究隊列,報道了與脊柱畸形相關的多個基因?;谏鲜鲅芯浚唢L險人群通過血液檢測有望被鎖定,盡早得到診治從而延緩疾病進展,手術干預或將更加精。