毛發顏色還能反映骨密度？兩項研究揭示其關聯

　　骨骼是通過成骨細胞介導的骨形成和破骨細胞介導的骨吸收之間的微妙平衡來維持的，而這種平衡的打破會導致骨質疏松癥、風濕病和牙周炎等與骨骼有關的疾病。

　　大阪大學的研究人員近日在《Journal of Biological Chemistry》和《Cell Structure and Function》雜志上發表兩項研究，表明名為Rab32和Rab38的蛋白質在破骨細胞介導的骨吸收過程中發揮關鍵作用。同時，這些蛋白質也對頭發和皮膚的色素沉著至關重要。

　　在骨吸收過程中，破骨細胞附著在舊骨區域，分泌酸性物質來溶解礦物質，分泌蛋白酶來消化骨基質，形成褶皺邊緣。Rab是一組小蛋白質，負責調節細胞內不同區室之間的物流。在包括人類和小鼠在內的哺乳動物細胞中，目前已經發現了50多種Rab蛋白，它們被認為專門參與了各個特定細胞器之間的運輸。

　　在第一項研究中，大阪大學齒學部的Kazuya Noda及其同事認為，盡管破骨細胞的功能涉及到動態膜運輸，但人們對哪些Rab蛋白參與其中卻知之甚少。為了更好地了解破骨細胞功能的分子機制，他們首先篩選了在小鼠破骨細胞形成過程中被誘導的Rab蛋白。

　　他們發現，Rab38在破骨細胞的分化過程中表達升高。Rab38及其旁系同源物Rab32共定位于溶酶體相關細胞器（LRO）。在Rab32和Rab38雙基因敲除小鼠的巨噬細胞中，酸化及蛋白酶定位都受到嚴重影響。這些結果表明，Rab32和Rab38在破骨細胞的LRO生物發生中發揮重要作用。

　　與此同時，Rab32和Rab38也是決定毛發顏色的重要物質，它們調節了流向黑素體的物質運輸。黑素體（melanosome）也是一種溶酶體相關細胞器，專門負責皮膚和毛發形成細胞中的色素沉著。

　　在第二項研究中，大阪大學的Kanako Tokuda及其同事構建了全身同時刪除Rab32和Rab38的小鼠，即雙基因敲除小鼠。他們發現，雙敲除小鼠破骨細胞的骨吸收活性降低，分泌蛋白酶的功能出現缺陷。

　　不出人們所料，雙敲除小鼠的毛色呈米黃色，眼睛呈紅色，而野生型小鼠的毛色和眼睛均呈黑色。有趣的是，雙敲除小鼠的骨密度增加，隨著年齡的增長，脊柱變得更加彎曲，尤其是雄性小鼠。

　　大阪大學齒學研究科的Shiou-ling Lu稱：“我們發現，破骨細胞的骨吸收在雙敲除小鼠中存在缺陷。這些結果表明，Rab32和Rab38參與的LRO對破骨細胞的骨吸收很重要。”

　　值得注意的是，骨質疏松癥、風濕病以及牙周炎等骨相關疾病都與破骨細胞的骨吸收過度激活有關。這兩篇論文的資深作者Takeshi Noda表示：“因此，了解Rab32和Rab38促進骨吸收的潛在機制將為我們提供一些有用信息，有助于確定這些疾病的潛在治療靶點。”