Nat Communi：破译骨细胞“长寿密码”，CFTR氯离子通道为骨细胞输送“活力源泉”，防止骨骼崩塌
骨细胞
骨骼稳态
囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）
本研究阐明：CFTR介导的氯离子转运在维持骨细胞存活及骨骼稳态中发挥直接且关键的作用。
骨细胞寿命较长，但其维持长寿的内在机制目前尚不明确。 2026年4月28日，香港理工大学Ruan Yechun、香港中文大学许建坤、秦岭共同通讯在Nature Communications（IF=15.7）在线发表题为CFTR mediates Cl- transport in osteocytes to sustain cell viability and skeletal homeostasis的研究论文。 本研究发现，骨细胞特异性敲除囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）会导致成年小鼠骨细胞大量死亡、促炎细胞因子激增、破骨细胞过度活化以及骨形成受损，最终引发骨量流失。 在MLO‑Y4骨细胞细胞系中也得到一致结果：敲除CFTR会造成骨细胞进行性死亡，而过表达CFTR或更换培养液可逆转这一现象。CFTR敲除可诱导骨细胞大量分泌促炎因子组，体外实验证实其会损伤野生型骨细胞功能、抑制成骨分化，同时显著促进破骨分化。 膜片钳与氯离子成像实验证实，CFTR介导骨细胞的氯离子转运；而剥夺氯离子可模拟CFTR敲除效应，引发转录组与蛋白质组改变、细胞应激及细胞死亡。此外，老年人体骨骼中骨细胞CFTR表达水平显著下调；向老年小鼠局部腺病毒递送CFTR或给予CFTR调节剂处理，可增加存活骨细胞数量并提升骨量。 综上，本研究阐明：CFTR介导的氯离子转运在维持骨细胞存活及骨骼稳态中发挥直接且关键的作用。
骨细胞看似包埋在坚硬的矿化骨基质中，实则位于骨陷窝-骨小管间隙内，周围包裹一层薄液层，为骨细胞与其他细胞及机体系统之间的信息交流提供通路。尽管骨细胞与陷窝小管液之间的电解质转运机制目前尚不明确，但已知骨细胞分泌的信号分子可有效调控邻近细胞、骨组织，甚至远处器官系统的功能。
因此，骨细胞在骨重塑与矿物质稳态中发挥核心调控作用。研究发现，骨细胞衰老、坏死及过度凋亡均会引发骨量流失。靶向RANKL 和硬化蛋白的抗体已应用或研发于骨质疏松治疗，但目前对调控骨细胞存活能力的分子机制仍认知有限。
囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）由ATP结合盒转运蛋白家族单基因编码，是一种cAMP激活的阴离子通道，对上皮液体转运至关重要。CFTR基因突变可导致囊性纤维化（CF），这是白种人群最常见的遗传性疾病，以气道上皮功能异常为主要临床表现。囊性纤维化患者常伴随骨异常，既往多认为由气道病变导致活动量减少所致。但CFTR是否以及如何直接调控骨细胞、维持骨骼健康，目前尚不明确。
图形摘要（摘自nature communications ）
本研究采用Cre-LoxP系统骨细胞特异性CFTR敲除小鼠、携带CFTR最常见功能缺失突变ΔF508的小鼠，以及经CRISPR/Cas9构建的CFTR敲除骨细胞系；结合膜片钳、氯离子成像、骨功能检测，同时利用RNA测序、质谱分析与细胞因子芯片等技术，阐明了CFTR可直接维持骨细胞存活，保障骨骼结构完整与内环境稳态。
此外，本研究在20月龄以上老年小鼠中，评估了载CFTR腺病毒及CFTR靶向药物的治疗潜力，结果显示二者均可有效保护骨细胞、改善老年骨骼健康。
来源：iNature
