连接蛋白43介导骨髓间充质干细胞的力响应

目的骨骼是一种动态组织,不断响应力环境变化。失重作为一种极端的力学环境,会破坏骨稳态、引起在轨航天员严重的骨丢失。骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为骨形成重要的前体细胞,其力响应机制一直是亟待解决的关键科学问题。连接蛋白(Cx)43是骨组织中含量最丰富的力负荷敏感蛋白,然而其在BMSCs力学响应中的作用仍不清楚。方法利用BMSCs特异性Cx43敲除小鼠(c KO)构建后肢力学去负荷模型;通过Micro CT、HE染色等观察骨形态结构;取后肢中非造血系细胞进行单细胞RNA测序,利用高通量技术在单个细胞水平上对BMSCs基因组、转录组及表观基因组水平进行测序分析。结果力学去负荷导致对照小鼠BMSCs中Cx43表达量显著升高;力学去负荷条件下小鼠骨质流失、髓内脂肪增加,且c KO小鼠骨质流失相比对照组小鼠更加严重;此外,本研究前期研究表明,抑制Cx43后BMSCs成骨分化及成脂分化能力显著降低。结论Cx43参与了BMSCs对力学去负荷的响应,本研究为失重性骨质流失的机制探索提供了一定理论基础。