zui近，美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，一個關(guān)鍵蛋白質(zhì)的缺失，可導致骨骼發(fā)育缺陷，包括骨密度減少、手指和腳趾的縮短——稱為短指癥（brachydactyly）。他們在小鼠中敲除了Speckle-type POZ蛋白（Spop），并描述了對骨發(fā)育的影響。這項研究結(jié)果于12月5日發(fā)表在美國國家*院刊PANS上，重新定義了Spop在骨發(fā)育過程中的作用，并為骨疾?。ㄈ绻琴|(zhì)疏松癥）的診斷和治療提供了一個新靶點。
這項研究的通訊作者、賓州州立大學生物學副教授劉愛民（音譯，Aimin Liu）指出：“Spop蛋白參與Hedgehog信號——這是一個得以充分研究的細胞-細胞間溝通途徑，在發(fā)育過程中扮演著多重角色。以前在細胞培養(yǎng)物中的研究表明，Spop負向調(diào)控或‘減弱’Hedgehog信號。然而，在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在骨的發(fā)育過程中，Spop正向調(diào)控著Hedgehog家族一個成員的下游通路，一個叫Indian Hedgehog的蛋白。這種新的認識增加了我們對骨骼發(fā)育遺傳基礎(chǔ)的理解，并可以為研究骨骼疾病打開新的途徑。”
劉愛民博士早年畢業(yè)于北京大學，2000年博士畢業(yè)于美國紐約大學醫(yī)學中心，曾經(jīng)在紀念斯隆凱特琳癌癥中心和科羅拉多大學健康科學中心從事博士后研究，目前是賓夕法尼亞州立大學生物學副教授。2014年1月，劉愛民課題組與加州大學的研究團隊，鑒定了纖毛生長所需的關(guān)鍵蛋白，文章發(fā)表在美國國家*院刊PNAS雜志上。延伸閱讀：PNAS：細胞纖毛生長的關(guān)鍵蛋白。
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Indian Hedgehog（Ihh）在骨發(fā)育中發(fā)揮重要的作用。它靠近一連串基因級聯(lián)反應(yīng)的頂部，這些基因可編程細胞產(chǎn)生軟骨和骨。Ihh通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子（控制其他基因表達的蛋白質(zhì)）Gli2和Gli3，控制基因表達。Gli2主要作為基因表達的一個激活因子，Gli3的主要作用是抑制基因表達。Spop蛋白可標記Gli蛋白在細胞中降解。
本文共同作者、賓州州立大學的研究生Hongchen Cai指出：“以前的研究提出了一種假設(shè)：Spop功能的缺失會增加Hedgehog信號，因為Gli激活因子不再被降解。在這項研究中我們驚奇地看到了基因表達的抑制因子Gli3，在骨發(fā)育過程中建立起來，而不是基因表達的激活因子Gli2。這種不平衡導致Hedgehog信號的整體減少。”
為了更進一步地研究Spop在骨發(fā)育中的作用，研究人員特異性地敲除了肢體中的這個基因。缺乏Spop的四肢有較少的骨密度，酷似人類的骨質(zhì)疏松——一種人類疾病，特征是低的骨密度，但不像嚴重的骨質(zhì)疏松癥。四肢也有短于正常的手指和腳趾。研究還表明，同時減少四肢中的Gli3的量，可以減輕失去Spop所產(chǎn)生的影響。
