由于现有疗法可能存在局限性和副作用,研究人员正在寻找新的生物靶点,以期找到更有效的方法来维持或重建骨骼。莱比锡大学的科学家们现已确定了这样一个靶点——GPR133,这是一种似乎在维持骨骼强度方面发挥重要作用的受体。
一种鲜为人知但在骨骼健康中作用重大的受体
GPR133 属于一类被称为粘附 G 蛋白偶联受体的家族。这些受体位于细胞表面,帮助细胞对其周围环境的信号做出反应。尽管科学界对该受体家族的了解仍不完全,但新发现表明,GPR133 与构建和维持健康骨骼的过程密切相关。
“如果该受体因基因变化而受损,小鼠在年幼时就会表现出骨密度下降的迹象——类似于人类的骨质疏松症。利用 AP503 这种物质(最近才通过计算机辅助筛选被鉴定为 GPR133 的刺激剂),我们能够显著提高健康小鼠和骨质疏松小鼠的骨骼强度,”该研究的主要研究者、医学院鲁道夫·舍恩海默生物化学研究所的 Ines Liebscher 教授解释道。
研究结果表明,GPR133 是未来骨质疏松症治疗的一个潜在且有价值的靶点。研究人员发现,用 AP503 刺激该受体不仅能增加健康小鼠的骨骼强度,也能增加患有骨质疏松样骨流失小鼠的骨骼强度。
GPR133 如何帮助构建更强壮的骨骼
在骨组织内部,GPR133 对物理力和附近骨细胞之间的相互作用做出反应。当受体被激活时,它会触发信号传导,从而改变成骨细胞与破骨细胞之间的平衡。
成骨细胞负责产生新的骨组织。相比之下,破骨细胞则清除旧骨,这是骨骼正常更新循环的一部分。健康的骨骼依赖于维持这两个过程之间的适当平衡。
GPR133 的激活会促进成骨细胞的活性,同时降低破骨细胞的活性。这将平衡转向更强壮和更持久的骨骼。
AP503 似乎模拟了激活 GPR133 的自然过程。这增加了该化合物最终被用于增强骨骼强度或帮助恢复已经变弱的骨骼的可能性。一个潜在的应用方向是与绝经相关的骨质疏松症,因为激素水平下降会加速女性的骨质流失。
对骨骼和肌肉的潜在益处
这些发现可能具有更广泛的意义,因为 AP503 的影响可能不仅限于骨骼。
在早期的一项研究中,莱比锡大学的研究人员已经发现,用 AP503 进行激活也能增强骨骼肌。
“新证实的骨骼同步增强作用再次凸显了该受体在老龄化人群医疗应用中的巨大潜力,”该研究的第一作者、鲁道夫·舍恩海默生物化学研究所的研究员 Juliane Lehmann 博士说。
一种能够同时改善骨骼和肌肉强度的治疗方法,对于往往同时经历这两种组织衰退的老年人来说尤为重要。维持更强壮的肌肉可以支持行动能力和稳定性,而更强壮的骨骼则可以降低骨折的易感性。
莱比锡团队目前正在开展多项后续项目,旨在更全面地了解 GPR133。研究人员还在调查 AP503 是否可应用于其他疾病,并继续研究该受体在全身的更广泛功能。
莱比锡对 GPR 受体的长期研究
十多年来,莱比锡大学通过合作研究中心 1423(G 蛋白偶联受体激活与信号传导的结构动力学),将粘附 G 蛋白偶联受体作为一项重点研究领域。
该项目侧重于理解这些受体如何改变形状、如何被激活以及如何在细胞内传递信号。莱比锡大学被国际公认为该领域的研究中心。