Bai Lab喜報！：《Bone》發表課題組最新研究

近日，Bai Lab課題組在骨科專業期刊Bone上發表題為「Boneand plasma citrate is reduced in osteoporosis」的研究報告，發現檸檬酸與骨丟失相關疾病密切相關，提示了血清檸檬酸水平可能是新的骨質疏鬆預測指標。

——基礎醫學院細胞生物學教研室陳洪棟博士為論文第一作者，我們的導師白曉春教授為通訊作者。

檸檬酸在機體新陳代謝中一直佔據著重要地位。人類及所有脊椎動物的骨組織和牙齒中均含有較高濃度的檸檬酸，體內80%的檸檬酸均存在於骨骼中。作為骨的主要成分，檸檬酸與骨中磷灰石晶體表面結合，為鈣離子結合提供更多的羧基。通過影響磷灰石納米晶體的增厚，穩定晶體大小，檸檬酸賦予骨重要的生物力學性能及其他性能，如骨骼穩定性，強度及抗骨折能力。在前期研究中，楊健教授課題組從仿生學角度出發，將檸檬酸引入可降解骨生物材料中，合成了一系列基於檸檬酸的、可降解的、新型高分子複合仿生骨生物材料，並將這一材料用於骨修復。這些檸檬酸材料有良好的生物相容性，與受體骨組織有良好的整合性及骨傳導性。儘管骨移植和再生醫學不斷將檸檬酸複合材料應用於誘導骨形成，沒有相關報道研究正常骨形成中檸檬酸的作用。

由年齡增長及激素缺失引發的骨量丟失是原發性骨質疏鬆的主要病因。骨質疏鬆導致骨強度下降，致使骨折在骨質疏鬆病人中尤其常見，特別是老年人及絕經後女性，但骨質疏鬆如何影響骨中檸檬酸的變化目前尚不明確。本研究通過構建不同的骨質疏鬆動物模型（去卵巢手術構建激素缺失引發的骨質疏鬆小鼠模型，維甲酸灌胃構建藥物誘導的骨質疏鬆大鼠模型以及自然衰老的老年小鼠模擬增齡性骨質疏鬆），發現發生骨質疏鬆後，骨組織及血清檸檬酸均發生顯著下降。另外本研究還收集了不同人群標本的血清，發現與正常健康男性相比，老年骨質疏鬆患者血清檸檬酸水平顯著降低。對不同骨丟失患者的血清檸檬酸與骨密度研究發現，血清檸檬酸水平與整體髖關節及腰椎BMD呈顯著正相關。體外細胞實驗發現在隨著成骨誘導的發生，成骨前體細胞MC3T3-E1及BMSC上清檸檬酸水平均顯著上調，檸檬酸產生相關蛋白的表達水平也顯著上調。

本研究首次將檸檬酸與骨丟失相關疾病相連，提示骨組織檸檬酸在維持血液循環檸檬酸穩態中有重要作用，血清檸檬酸水平可能是新的骨質疏鬆預測指標。

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