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骨骼在破骨细胞和成骨细胞的协同作用下动态重塑,当骨吸收占优势时便会发生骨质疏松。
临床常用的双膦酸盐等抗骨吸收药物,虽然能够抑制破骨细胞、提升骨量,但无差别地杀死破骨前体细胞,也影响了其启动“血管生成–成骨偶联”的PDGF‑BB信号,破坏骨重建平衡,结果就是骨量看似增加,但骨骼变得脆弱、易折,也就是临床上所说的frozen bone悖论。
如何在保持破骨前体细胞活性的同时,精准阻断破骨融合,是治疗骨质疏松的关键。
今日,《自然·生物医学工程》杂志发表了来自华东理工大学科研团队的论文,研究者们开发了一种人工合成多糖2-N,6-O-双硫酸化壳聚糖(26SCS),能特异性结合破骨细胞表面的RANK受体,阻断导致骨流失的信号通路。
在骨质疏松小鼠中,26SCS治疗8周可恢复115%骨量,并在预防研究中阻止66%骨流失。
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RANK(Receptor Activator of NF‑κB)是一种位于破骨细胞及其前体细胞表面的跨膜受体,是破骨细胞分化、融合和骨吸收的核心开关。RANK受体结合RANKL后会激活NF‑κB信号级联,驱动破骨细胞融合与成熟。
26SCS通过结合RANK的Lys97(K97)位点,改变其构象,使其与RANKL的结合力下降约40%,全面抑制下游破骨基因表达。
研究者在常用的骨质疏松模型OVX小鼠中,测试了26SCS疗效。50 mg/kg,腹腔注射,治疗8周以后,小鼠骨量恢复了115%,腰椎和股骨密度提升与临床一线药物阿仑膦酸钠(ALN)相近,并且独特地提升了骨骼韧性,较ALN提升40%,与促骨形成药物甲状旁腺激素相当,股骨CT也发现骨小梁数量和比例显著恢复。
如在OVX小鼠切除卵巢后立刻开始预防性用药,持续8周,可成功预防66%的骨流失,有效维持骨密度和韧性,保留骨骼微结构。小鼠血液生化指标与假手术对照组相近,维持了健康的骨代谢平衡。
研究者还在人源化RANKL小鼠中,对比了26SCS与RANKL抗体地舒单抗(Denosumab),二者疗效相当,但仅前者能够保留破骨前体细胞池并促进PDGF-BB分泌,而地舒单抗则耗竭该谱系导致其PDGF-BB极低,成骨偶联受阻。
既往研究发现,长期使用肝素会加速骨丢失。研究者发现,这是因为肝素的羧基影响了与RANK结合的强度,因此26SCS采用了无羧基设计,其双硫酸基与K97特异性强结合,实现持久阻断。
26SCS在动物实验中也表现出了极高的安全性,小鼠在长期大剂量给药后未见器官毒性、出血或凝血异常,无异位骨形成,是非常值得期待的下一代骨质疏松药物候选。
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参考资料:
[1]Wang, X., Ji, L., Yu, Y. et al. Sulfated polysaccharides target RANK Lys97 to inhibit osteoclast differentiation and reverse osteoporosis. Nat. Biomed. Eng (2026). https://doi.org/10.1038/s41551-026-01744-1
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本文作者丨代丝雨
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