新研究で骨が形成され維持される方法を支配する細胞種が発見され、骨粗鬆症などの骨障害の治療法の潜在的なターゲットが切り開かれた。 ペンシルベニア大学のペレルマン医学部の教員が率いるげっ歯類による研究では、骨髄脂肪生成系統前駆体（marrow adipogenic lineage precursors : MALP）が骨の再構築に明確な役割を果たしていることが示された。 このプロセスの欠陥は骨粗鬆症の重要な問題であるため、これらのMALP細胞を使用して骨のリモデリングをより適切に調節する治療は、より適切な治療につながる可能性がある。
Journal of Clinical Investigation（2020年11月18日）にオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は、「骨髄脂肪生成系列前駆体（MALP）が骨リモデリングおよび病的骨喪失における骨破砕形成を促進する《Bone Marrow Adipogenic Lineage Precursors (MALPs) Promote Osteoclastogenesis in Bone Remodeling and Pathologic Bone Loss.》」と題されている。
「骨代謝ターンオーバーを制御するための新しい細胞および分子メカニズムを発見することで、既存の治療法の微調整や新しい治療法の設計が可能にながる」と、この研究の筆頭著者である整形外科の准教授であるLingQin博士は述べている。 「たとえば、遺伝子編集技術の進歩と新しい細胞特異的送達アプローチにより、将来的には、骨粗鬆症などの骨障害の治療法としてMALPの挙動を調節することが可能になるだろう。」
健康な骨の維持は、新しい骨を形成するために必要な材料を分泌する骨芽細胞と、古い骨の材料を吸収して新しい骨に道を譲る破骨細胞との間のバランスだ。 このバランスが何らかの形で乱れると、骨が不健康になる可能性がある。 骨粗鬆症の場合、過活動性破骨細胞は、骨が再形成されるよりも早く骨を食い尽くし、その結果、骨の密度が低くなり、骨折しやすくなる。 科学者の間での一般的なコンセンサスは、完全に形成された骨内の細胞である骨芽細胞と骨細胞が、骨のリモデリングを開始するために破骨細胞の産生を開始したものであるというものだった。 他方、骨吸収の調節におけるMALPなどの脂肪細胞系統細胞の役割は知られていなかった。
2020年の初めに、Qin博士のグループは骨の中にMALPが豊富に存在することを発見した。 MALPは、骨髄内に脂質と呼ばれる脂肪を運ぶ脂肪細胞の前駆体だ。 そして、Qin博士と彼女の仲間による最近の研究は、MALPが骨代謝ターンオーバーのファクターとしてどのように見えるかをより詳しく明らかにした。 彼女らは、骨芽細胞や骨細胞ではなく、MALPが破骨細胞と細胞間接触していることを示した。 さらに、Qin博士と彼女の同僚は、単一細胞レベルの高度なシーケンス技術を使用して、MALPが破骨細胞の形成に不可欠なタンパク質であるRANKLを高レベルで分泌することを発見した。
その情報をもとに、ペンシルベニア大学の客員研究員として働く筆頭著者のWei Yu医学博士を含む研究者らは、MALPにRANKL欠損があるマウスを研究した。 それらのマウスが生後1か月になった時点から、研究者は長骨（大腿骨など）と椎骨の海綿状成分の密度が60〜100％高いことを確認した。これは、典型的なマウスの骨量と比較して「劇的な増加」と見なされた。
骨芽細胞と骨細胞はいつものように機能し続けているため、MALPとそのRANKL分泌物は、破骨細胞機能と既存の骨の吸収の主な推進力として指定されているようだ。
「MALP細胞の完全な機能を特定することにより、これまで考えられなかった非常に有望なターゲットを発見できたと信じている」とQin博士は述べた。 「RANKL分泌を確実に無効にすることができれば、骨粗鬆症の人々の骨リモデリングのバランスを取り直し、骨芽細胞と骨細胞が『追いつく』ことができるようになる可能性がある。」
Qin博士の共著者であり、ペンシルベニア大学の元教員であり、現在はミシガン大学の整形外科外傷のチーフであり、整形外科の副議長であるJaimo Ahn医学博士は、これらの発見が骨の再建により効果的に役立つ可能性があると考えている。
「臨床応用を視野に入れたエキサイティングな将来のステップは、時限的かつ治療的な方法でMALPをターゲットにして、それらが同時に骨吸収を減少させ、骨形成を増加させる方法をテストすることだ」とAhn博士は述べた。
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論文のグラフィカルな要約 (Credit: JCI)
BioQuick News:Researchers ID Potential Cellular Target for Eliminating Bone Breakdown in Osteoporosis
