近日，南方醫科大學白曉春、宋千成研究團隊在神經調控骨形成的機制研究方面取得進展，研究團隊發現了顱腦損傷後神經調控骨形成的機制，相關成果以“受損後大腦透過釋放靶向骨祖細胞的小細胞外囊泡加速骨癒合”為題，線上發表於《自然•通訊》，該研究受國家自然科學基金專案等資助。10月21日，國家自然科學基金委員會官方網站對該成果進行了報道。
顱腦損傷常見於交通事故、高處墜落、失足跌倒等，其發生的同時往往伴隨著機體骨折。臨床研究發現，顱腦損傷合併骨折患者較單純骨折患者，其骨痂生長更多、更快，骨折癒合時間更短，但機制不明。骨延遲癒合、骨不連是臨床上骨折致殘的主要原因，大約10%的骨折患者由於骨再生不足導致骨不連。目前，臨床上缺乏骨癒合延遲或骨不連的治療藥物，如能闡明顱腦損傷促進骨形成的分子機制，可能為骨延遲癒合、骨不連的治療提供思路。
南方醫科大學研究團隊針對顱腦損傷加速骨折癒合這一臨床現象展開系統研究，首先收集了相關患者的臨床標本，並構建了顱腦損傷合併骨折的動物模型。隨後的研究發現，顱腦損傷患者與動物血漿中的小細胞外囊泡（small extracellular vesicles, sEVs）含量顯著升高，囊泡內富含miR-328a-3p和miR-150-5p，這兩種miRNA可分別抑制FOXO4和CBL蛋白的轉錄，從而促進骨的形成。該研究團隊利用蛋白組學，發現sEVs中的A2M蛋白含量升高，它是神經元損傷的一種相關蛋白，提示顱腦損傷患者與動物血漿中升高的sEVs可能來自受損的神經元。進一步研究發現，海馬神經元在顱腦損傷後可釋放出富含上述具有成骨功能miRNA的sEVs。並且，sEVs膜表面的纖連蛋白（Fibronectin 1，FN1）表達明顯升高，使用FN1的抑制劑可以阻斷sEVs在骨折處富集，提示FN1可能是腦源性sEVs靶向骨組織的關鍵蛋白。該研究團隊還將miR-328a-3p電轉至sEVs，幷包埋至水凝膠，應用於骨缺損的動物模型，結果顯示可加速骨修復，對難以癒合的顱骨缺損也具有顯著療效（圖1）。
圖1 顱腦損傷情況下受損神經對骨癒合的調控機制模式圖
該研究揭示了顱腦損傷後神經對骨形成的調控機制，即受損的神經細胞釋放富含具有促進成骨功能miRNA的sEVs，這些sEVs透過FN1靶向至骨組織並釋放miRNA作用於成骨前體細胞，從而促進骨形成。該研究也為骨延遲癒合、骨不連等臨床問題提供了新的治療思路。
白曉春，南方醫科大學基礎醫學院教授，博士生導師。主要從事：(1)骨與關節退行病變的機制；(2)骨與軟骨組織損傷與修復的研究。近年承擔國家自然科學基金重大專案等12項，獲國家科技進步二等獎、雲南省自然科學一等獎、廣東省科技進步二等獎各1項，以第一或通訊作者在Science、Dev Cell等期刊上發表論文95篇，論文他引4200多次，入選2020年中國高被引學者。（資料截止2020年12月）
宋千成，2013年在南方醫科大學獲博士學位並留校任教。近年承擔國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、廣東省重點實驗室開放課題等課題，主要從事骨生物學和腫瘤轉移相關研究，在Cancer Res、Oncotarget、Cancer Biomark等雜誌發表研究性論文。
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部分素材來源：南方醫科大學基礎醫學院官網、國家自然科學基金委官網
