西安交大与上海交大合作揭示成骨分化过程的线粒体调控机制

骨质疏松症作为世界范围内多发的骨病,其发生与能量代谢紊乱和抗氧化系统损伤密切相关。线粒体是细胞内能量代谢与氧化应激发生的主要部位,阐明成骨分化过程中线粒体的作用及其氧化还原状态的变化规律,寻找调控成骨分化过程中氧化还原平衡与线粒体功能的关键分子,可能为骨质疏松的防治提供新的思路与策略。

近日,西安交通大学生命学院刘健康教授团队、二附院李宗芳教授及上海交通大学医学院的沈伟利教授合作,在成骨分化过程中线粒体氧化应激与分子调控机制的研究方面取得重要进展。该研究发现成骨细胞分化过程伴有线粒体氧化应激水平的显著降低和锰超氧化物歧化酶(SOD2)的特异性激活,并揭示组蛋白去乙酰化酶sirtuin 3(SIRT3)作为线粒体功能的重要调控分子,其介导的SOD2去乙酰化对增强成骨细胞的抗氧化防御能力,维持细胞的氧化还原平衡和线粒体稳态具有关键作用,由此证明,以SIRT3为靶点,开发更为安全、有效的营养素或药物用于骨代谢相关疾病的预防和治疗具有重要意义。

SIRT3/SOD2对成骨分化过程的调控机制

该项工作得到了973项目及国家自然科学基金的支持,相关研究成果以“SIRT3/SOD2 maintains osteoblast differentiation and bone formation by regulating mitochondrial stress”为题,日前被Cell Death & Differentiation(Nature Publishing Group期刊,中科院生物学1区,影响因子8.339)接收。博士生高静和冯智辉教授为该论文的第一作者,刘健康教授和沈伟利教授为通讯作者。生命学院龙建纲教授,交大二附院李宗芳教授,青年教师刘静、曹可博士,以及博士生王雪强、曾孟琦、韩戍君、许洁和陈磊等共同参与了研究工作,西安交通大学生命学院线粒体生物医学中心为该论文的第一作者单位。

刘健康教授领导的线粒体研究团队长期致力于衰老和代谢性疾病发生、防治的线粒体机制及线粒体营养素的功能研究。以上研究工作是该团队在骨代谢领域研究的良好开端,并为靶向线粒体预防和治疗骨质疏松及相关代谢综合征奠定了基础。