Nature子刊：利用特定光线照射骨组织可促进骨骼自我修复

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Nature子刊：利用特定光线照射骨组织可促进骨骼自我修复( W" v' F; I) C. t& C. K: a! h; Q
1.        Opto-RANK0 Y  C2 `& v8 B- @0 L) y/ C
2.        破骨细胞
3 N  N" y# O7 A% e. c/ r0 e5 p) B! a3.        巨噬细胞) G3 Z) R. i& |1 f
4.        TRAF6% D9 J4 w! ^+ {* b$ E
来源：生物谷原创 2024-03-28 08:47
+ |+ l( Z" Q& A蓝光激活可以实现对 Opto-RANK 活性的精确控制，这使其成为细胞疗法的有力工具，例如治疗异常钙化疾病和牙齿矫正问题。3 B, \! Y2 K# Z
喝牛奶有助于骨骼长得又粗又壮，但如果直接照射光线也有帮助呢？# I6 |7 s. L7 l* B1 q
如今，在一项新的研究中，来自日本东京医科齿科大学的研究人员报告说，利用光线照射骨组织有助于治疗骨病。他们发现，基于光线的治疗方法可以帮助激活骨骼进行自我修复。相关研究结果近期发表在Scientific Reports期刊上，论文标题为“Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light”。
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骨骼在破骨细胞（osteoclast）和成骨细胞（osteoblast）的作用下不断重塑，其中破骨细胞负责分解骨组织，而成骨细胞负责生成新的骨组织。这两类细胞都是从未成熟的前体细胞发育而来，控制它们的活动是治疗骨骼生长障碍的一种很有前景的方法。6 R6 s, O# _8 B  i: l
论文共同通讯作者 Takao Nakata 说，“以前的研究已经使用了光遗传学，即通过光激活目标分子来诱导或增强特定的细胞功能。然而，光遗传学工具尚未被用于由前体细胞分化而形成的成熟分化细胞，比如由单核细胞/巨噬细胞产生的破骨细胞。”! I1 q+ e+ G4 A( {0 Z  L' X
在这项新的研究中，这些作者构建了RANK的光激活形式，其中RANK是破骨细胞分化过程中的一种重要信号蛋白。然后，他们在巨噬细胞中表达了这种名为Opto-RANK的光遗传蛋白，并用蓝光照射激活它，观察这些巨噬细胞是否会开始表现得像破骨细胞。
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图片来自Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w! Z; k! ^6 j2 ^% }
论文共同通讯作者 Tomohiro Ishii 解释说，“这些结果非常明显。Opto-RANK对蓝光激活的反应是形成活性簇，从而招募TRAF6，即一种调节破骨细胞分化的关键分子。”
3 |- V% s9 h% k* f9 n此外，这些蓝光激活的巨噬细胞还表现出三个基因的激活，这些基因通常在成熟的破骨细胞中表达。这些巨噬细胞还形成了许多小坑，这是成熟破骨细胞的一个特征，有助于它们分解骨组织。3 e& G6 E# m- n; I+ ?' f5 K( O
Nakata说，“我们的研究结果表明，Opto-RANK可用于诱导巨噬细胞分化为破骨细胞，并在蓝光激活下刺激局部骨吸收。”- c) K1 b4 ]; i" z+ E8 _7 Q
蓝光激活可以实现对 Opto-RANK 活性的精确控制，这使其成为细胞疗法的有力工具，例如治疗异常钙化疾病和牙齿矫正问题。此外，Opto-RANK 的作用可能超出骨生物学的范畴，因为 RANK 信号还涉及其他重要功能，如免疫、体温调节和肿瘤发生。（生物谷 Bioon.com）/ r. N# w$ z: T2 k2 O# k+ a% U
参考资料：
# t' U: H% z& ?' b- P' fAiko Takada et al. Development of an optogenetics tool, Opto-RANK, for control of osteoclast differentiation using blue light. Scientific Reports, 2024, doi:10.1038/s41598-024-52056-w.
! M: @* @2 K' P4 ^/ A) F. U1 ?+ S8 FOpto-RANK: A light switch for osteoclasts that could activate bone repair
* t9 i$ w. b' p: D# Shttps://medicalxpress.com/news/2024-03-opto-osteoclasts-bone.html  K. K4 G" b! C' V! N4 E

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