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导语：在临床治疗中，骨质疏松症一直是一个“难缠”的对手，传统的疗法总是伴随着局限性和副作用，患者们急需一种更有效且安全的治疗选择。近期发表的一项研究提出了一种新的策略，能够精准地清除衰老的骨骼细胞，为治疗骨质疏松症带来了革命性的变革。
维生素D不足与骨质疏松症，ABT263成干预新焦点
随着全球人口老龄化的加剧，骨质疏松症已成为一个日益严峻的全球健康威胁。这种以骨密度降低和骨折风险增加为特征的疾病，对老年人的生活质量构成了巨大挑战。目前，全球有超过两亿人受到骨质疏松症的影响，每年因骨质疏松引发的骨折高达890万例。尽管现有的治疗方法如维生素D补充、双膦酸盐和激素替代疗法等在一定程度上缓解了病情，但它们各自存在局限性：维生素D补充可能存在吸收不稳定和潜在毒性问题；双膦酸盐类药物可能引起严重副作用，尤其在维生素D缺乏的患者中效果不佳；激素替代疗法则可能增加乳腺癌和心血管事件的风险。
维生素D不足已被证实是加速骨质疏松症发展的重要因素。作为调节骨细胞功能的关键因子，活性形式的维生素D，即1,25-二羟维生素D（1,25(OH)2D）在维持骨健康中扮演着重要角色。1,25(OH)2D的不足可诱导骨细胞、成骨细胞和骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）进入衰老状态，并产生衰老相关分泌表型（SASP），这些改变破坏了骨组织的稳态，导致骨形成与吸收之间的失衡，最终加速骨质丢失。然而，针对1,25(OH)2D不足引起的骨质疏松症的治疗策略，尤其是针对其背后的细胞衰老机制的治疗手段，目前仍然缺乏。
2024年10月，南京医科大学的苗登顺教授团队在Journal of Orthopaedic Translation杂志发表了一篇题为“The senolytic agent ABT263 ameliorates osteoporosis caused by active vitamin D insufficiency through selective clearance of senescent skeletal cells”的研究，探索了ABT263这一衰老细胞清除剂在纠正由活性维生素D不足引起的骨质疏松症中的潜力。这项研究不仅关注了ABT263对骨密度和骨质量的改善作用，还深入探讨了其在分子层面上对氧化应激、DNA损伤、细胞衰老和SASP的影响，为开发新的治疗策略提供了重要线索。通过选择性清除衰老的骨骼细胞，ABT263有望减轻这些细胞对骨组织的负面影响，恢复骨组织的正常功能，为骨质疏松症患者带来新的治疗选择。
靶向清除衰老细胞试验，探索ABT263对骨质疏松症的疗效
本研究是一项基础研究，旨在探索ABT263对于由活性维生素D不足引起的骨质疏松症的纠正作用。研究团队使用了年轻的和年老的野生型(WT)小鼠以及1,25(OH)2D缺乏的Cyp27b1+/−小鼠作为实验对象。实验组小鼠接受了ABT263的处理，通过口服灌胃的方式进行，剂量为每天每公斤体重50毫克，持续一周，随后间隔两周后重复两个周期。主要评价指标包括骨密度、骨体积、骨小梁数量、骨小梁厚度和胶原蛋白合成等。次要评价指标包括氧化应激和DNA损伤的生物标志物，以及衰老细胞和衰老相关分泌表型(SASP)的标志物。
ABT263显著改善骨密度，减少氧化应激与DNA损伤
ABT263显著提升骨质疏松症模型小鼠的骨密度和骨质量
研究人员发现，ABT263治疗能够显著提升因活性维生素D缺乏导致的骨质疏松症模型小鼠的骨密度和骨质量。数据显示，经过ABT263处理后，小鼠的腰椎骨密度（BMD）从0.2 g/cm³提高到0.25 g/cm³，增长约25%。骨体积分数（BV/TV）从20%增加到接近30%，显示出约30%的提升。此外，骨小梁厚度（Tb.Th）和数量（Tb.N）也分别提高了约20%（图1、2）。这些结果表明，ABT263在改善骨骼密度、质量和微观结构方面具有积极作用。
注：A、B. 2月龄(A)和18月龄小鼠(B) BM-MSCs经梯度ABT263处理后的细胞活性；C. Bcl2 mRNAqRT-PCR结果；D. Bax mRNA的qRT-PCR结果；E. Bcl2和Bax蛋白的Western blot结果；F. Bcl2和Bax蛋白的相对表达水平；G. 经ABT263处理的18月龄小鼠BM-MSCs中的凋亡细胞；H. 早期和晚期凋亡细胞和坏死细胞的百分比；G. p16和TUNEL双重荧光染色；H. TUNEL阳性细胞与p16阳性细胞的比例。
图1 ABT263通过下调Bcl2和上调Bax表达水平诱导衰老BM-MSCs凋亡
注：A. 代表性的SA-β-gal染色微观图；B. SA-β-gal阳性细胞的百分比；C. TUNEL染色的代表性微观图；D. TUNEL阳性细胞的百分比；E. 显示凋亡细胞的代表性流式细胞术结果；F. 凋亡细胞的百分比；G. 胸椎组织中Bcl2、Bax和裂解的Caspase3蛋白的Western blot结果；H. Bcl2、Bax和裂解的Caspase3蛋白的相对表达水平。
图2 ABT263在1,25(OH)2D缺乏小鼠的衰老BM-MSCs中诱导凋亡
ABT263有效减轻氧化应激和DNA损伤
在进一步分析中，研究人员发现ABT263能够减轻氧化应激，增加抗氧化酶SOD2的表达，并降低DNA损伤标志物γ-H2A.X的水平。实验数据显示，SOD2阳性骨细胞的比例从20%提高到40%，而γ-H2A.X阳性骨细胞的比例从30%降至15%（图3）。这些发现表明，ABT263不仅在结构上改善了骨骼，还在分子层面提供了保护，减轻了细胞衰老和DNA损伤。
注：A、B. 超氧化物歧化酶2（SOD2）免疫组化染色的代表性微观图和SOD2阳性细胞的百分比；C、D. γ-H2A.X免疫组化染色的代表性微观图和γ-H2A.X阳性细胞的百分比；E、F. SOD2和γ-H2A.X蛋白的Western blot结果。
图3 ABT263干预纠正了由1,25(OH)2D缺乏引起的氧化应激和DNA损伤
ABT263降低细胞衰老标志物，缓解SASP效应
研究人员还发现，ABT263在减少细胞衰老标志物方面也显示出了积极的疗效。在实验中，β-半乳糖苷酶阳性的衰老细胞比例显著降低，p16、p21、p53以及IL-1β等衰老相关标志物的表达也明显减弱。例如，p16阳性细胞的比例从处理前的约40%降低到了约20%（图4）。这些结果进一步证实了ABT263在减少细胞衰老和SASP方面的潜力，这对于缓解与衰老细胞相关的炎症和组织破坏至关重要。
注：A、B. β-半乳糖苷酶阳性细胞的代表性微观图和百分比；C、D. p16阳性细胞的代表性微观图和百分比；E、F. p21阳性细胞的代表性微观图和百分比；G、H. p53阳性细胞的代表性微观图和百分比；I、J. IL-1β阳性细胞的代表性微观图和百分比；K. p16和TNFα蛋白的Western blot结果；L. p16和TNFα蛋白的相对表达水平；M. p16、p21、p53和SASP相关基因IL-1β、IL-8、MMP3、MMP13 mRNA的相对表达水平。
图4 ABT263干预纠正了由1,25(OH)2D缺乏引起的骨细胞衰老和SASP
ABT263恢复BM-MSCs的增殖和成骨分化能力
在对BM-MSCs功能的影响评估中，研究人员发现ABT263不仅能减少这些细胞的衰老标志，还能促进其增殖和成骨分化。实验结果显示，ABT263处理后，EdU阳性细胞的比例以及ALP阳性克隆形成单位的数量都显著增加，显示出BM-MSCs的增殖和分化能力得到了恢复。例如，EdU阳性细胞的比例增加了约50%，而ALP阳性克隆形成单位的数量也增加了约40%。这些结果对于理解ABT263如何通过改善BM-MSCs的功能来促进骨形成具有重要意义。通过这些详细的数据描述，研究人员和医生们能够更准确地评估ABT263在骨质疏松症治疗中的潜力。
总结
本研究深入探讨了ABT263在改善活性维生素D缺乏引起的骨质疏松症中的潜在作用。研究发现，ABT263通过促进衰老细胞的凋亡、减轻氧化应激、降低DNA损伤、减少细胞衰老标志物以及缓解衰老相关分泌表型(SASP)，有效提升了骨质疏松模型小鼠的骨密度和骨质量。此外，ABT263还恢复了骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)的增殖和成骨分化能力，为骨质疏松症的治疗提供了新的策略。这些发现不仅证实了ABT263在骨疾病治疗中的潜力，也为未来的药物开发和临床研究提供了新的方向。展望未来，ABT263的进一步研究有望为骨质疏松症患者带来更为有效的治疗方法，改善他们的生活质量，并减轻社会医疗负担。
参考文献
YANG C, QIAO W, XUE Q, et al. The senolytic agent ABT263 ameliorates osteoporosis caused by active vitamin D insufficiency through selective clearance of senescent skeletal cells[J]. J Orthop Translat, 2024, 49: 107-118. DOI: 10.1016/j.jot.2024.08.012.
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编辑：连翘
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