細胞外基質(zhì)的相互作用調(diào)節(jié)著細胞的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組，從而就能決定細胞的命運，創(chuàng)傷性異位骨化（HO）是一種特殊疾病，其主要特點表現(xiàn)為異常的間葉細胞譜系（Mlin）細胞分化，在創(chuàng)傷后肌肉骨骼系統(tǒng)的軟組織中形成骨質(zhì)，最近的研究結(jié)果表明，異位骨化會受到細胞外基質(zhì)-Mlin細胞受體信號的影響，但細胞外基質(zhì)的結(jié)合如何影響患者的治療結(jié)局，目前研究人員并不清楚。
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近日，一篇發(fā)表在國際雜志Science Advances上題為“Discoidin domain receptor 2 regulates aberrant mesenchymal lineage cell fate and matrix organization”的研究報告中，來自德克薩斯大學(xué)西南分校等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)了一種特殊蛋白或許對于創(chuàng)傷性異位骨化非常重要，創(chuàng)傷性異位骨化是一種在創(chuàng)傷性損傷或外科手術(shù)后在機體肌肉、肌腱和軟組織內(nèi)形成骨骼的情況，文章中，研究人員還發(fā)現(xiàn)了能預(yù)防這種常見并發(fā)癥的新方法。
醫(yī)學(xué)博士Benjamin Levi說道，目前我們并沒有辦法來預(yù)防異位骨化的發(fā)生，其或許會對人們的生活質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，比如，其會改變患者的運動范圍，在機體產(chǎn)生慢性疼痛，并影響截肢者安裝假肢的能力，研究人員希望本文研究發(fā)現(xiàn)有望幫助開發(fā)新型療法來阻止這一過程發(fā)生，從而讓患者永遠不會進展為創(chuàng)傷性異位骨化的狀況。當(dāng)作為肌肉骨骼系統(tǒng)中多種組織的前體的細胞在術(shù)后（比如關(guān)節(jié)置換術(shù)）或創(chuàng)傷性損傷（比如戰(zhàn)斗中的老兵的爆炸傷、頭部損傷、燒傷或關(guān)節(jié)脫位等）異常地進展為骨或軟組織時，異位骨化就會發(fā)生，有高達50%接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者都會出現(xiàn)異位骨化的情況。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)誘發(fā)機體常見骨骼生長障礙的關(guān)鍵蛋白。
圖片來源：Science Advances(2022). DOI:10.1126/sciadv.abq6152
研究人員解釋道，盡管異位骨化的發(fā)生頻率很高，但研究人員并不清楚其是為何會發(fā)生以及如何發(fā)生的，當(dāng)觀察到異位骨化會頻繁發(fā)生在關(guān)節(jié)周圍組織后，研究者Levi等人就通過早期研究發(fā)現(xiàn)，將患有異位骨化的動物模型的關(guān)節(jié)固定起來，就能通過防止損傷周圍組織的膠原纖維的排列來大大減少骨形成，盡管這些研究發(fā)現(xiàn)表明，異位骨化的發(fā)生是由于前體細胞和膠原蛋白之間的相互作用所致，但其發(fā)生背后的分子機制，目前研究人員并不清楚。
為了更好地理解異位骨化發(fā)生的原因和機制，研究人員在對實驗室小鼠進行異位骨化誘導(dǎo)之前從其跟腱中收集細胞進行研究，隨后在誘導(dǎo)后的一周和三周時再收集相關(guān)細胞；當(dāng)他們分析細胞的基因活性時，鎖定了一種名為Ddr2的基因，該基因能產(chǎn)生名為盤狀蛋白結(jié)構(gòu)域受體2（DDR2，discoidin domain receptor 2）的蛋白，該蛋白位于細胞表面，能與膠原蛋白結(jié)合，且與谷歌和軟骨組織的形成有關(guān)。
當(dāng)研究人員通過遺傳學(xué)技術(shù)剔除DDR2或通過藥物來治療小鼠使其失活時，小鼠機體的異位骨化形成就會明顯減少，通過仔細觀察異位骨化周圍的膠原蛋白后，研究者發(fā)現(xiàn)，移除DDR2蛋白就能阻止膠原蛋白纖維的排列，就好像此前研究中固定關(guān)節(jié)一樣。研究者Levi說道，本文研究結(jié)果表明，DDR2是機體發(fā)生創(chuàng)傷性異位骨化的關(guān)鍵角色，研究中用來抑制該蛋白功能的藥物已經(jīng)獲得FDA批準用于治療人類癌癥，而其它正在開發(fā)中的藥物則能提供更為具體的DDR2靶向性作用，這就表明，有效的異位骨化預(yù)防和/或療法或許已經(jīng)存在了。
綜上，本文研究結(jié)果表明，細胞外基質(zhì)-DDR2之間的相互作用對于驅(qū)動機體異位骨化的發(fā)生非常重要，且其能作為一種此前未知的治療性靶點來幫助研究人員開發(fā)治療這一疾病的新型個體化療法。（生物谷Bioon.com）
原始出處：
CHASE A. PAGANI,ALEC C. BANCROFT,ROBERT J. TOWER, et al. Discoidin domain receptor 2 regulates aberrant mesenchymal lineage cell fate and matrix organization,Science Advances(2022). DOI:10.1126/sciadv.abq6152
