在最近发表在Communications Biology上的一项研究中，由金泽大学领导的研究人员解释了一条小鱼如何帮助结束痛苦的代谢和遗传性骨病。
虽然疼痛、肿胀和行动不便是骨折后最明显的后遗症，但在细胞水平上也有一系列活动在努力修复损伤。而且由于骨骼通常隐藏在肌肉、脂肪和皮肤层之下，研究人员很难实时研究骨骼如何再生。
“为了深入了解骨折修复过程，我们需要易于接近的骨骼和骨骼生长模仿人类的模型物种，”主要作者 Jingjing Kobayashi-Sun 说。“随着转基因和突变品系的出现，斑马鱼的鳞片符合所有条件。”
斑马鱼的鳞片虽然比哺乳动物的骨骼简单得多，但其反应和发育方式与更复杂的鳞片几乎相同，并且位于身体外部。但最重要的是，它们同时含有破骨细胞和成骨细胞，这些细胞分别清除骨折碎片并在骨折后生成新骨。
Kobayashi-Sun 解释说，“最近的研究表明，来自成骨细胞的称为细胞外囊泡 (EV) 的分子包可能会将信号分子传递给未成熟的破骨细胞，触发它们分化为成熟的、活跃的细胞。然而，鉴于活体成像的难度骨头，没有人能够证明这个过程确实发生在体内。”
为了可视化斑马鱼鳞片中的成骨细胞和破骨细胞，研究人员生成了一个双转基因细胞系，其中两种细胞类型表达不同颜色的荧光标记。在对麻醉鱼的鳞片进行小切口后，研究人员可以使用荧光显微镜或流式细胞仪识别正在愈合的骨骼中的 不同细胞类型。
“我们观察到骨折部位的大量绿色荧光破骨细胞在细胞质中含有红色荧光的成骨细胞衍生颗粒，证实了未成熟破骨细胞对 EV 的摄取，”资深作者 Isao Kobayashi 说。“此外，成熟的破骨细胞在受损的鳞片中很丰富，这表明 EV 的摄取会触发破骨细胞的分化。”
EVs 含有高水平的细胞分化相关信号分子，称为 RANKL。敲除相应基因导致破骨细胞数量显着减少，表明成骨细胞通过 Rankl 信号控制破骨细胞形成。
鉴于许多骨病是由成骨细胞和破骨细胞之间的通讯中断引起的，这些发现为开发新型药物疗法提供了有价值的信息。
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