导读 苏佳灿教授，上海大学转化医学研究院院长，上海交通大学医学院附属新华医院骨科主任医师

1.晚期糖基化终产物介导糖尿病骨病的生物矿化障碍
       

       

Gao Q, Jiang Y, Zhou D, Li G, Han Y, Yang J, Xu K, Jing Y, Bai L, Geng Z, Zhang H, Zhou G, Zhu M, Ji N, Han R, Zhang Y, Li Z, Wang C, Hu Y, Shen H, Wang G, Shi Z, Han Q, Chen X, Su J. Advanced glycation end products mediate biomineralization disorder in diabetic bone disease. Cell Rep Med. 2024 Sep 17;5(9):101694. doi: 10.1016/j.xcrm.2024.101694. Epub 2024 Aug 21. PMID: 39173634; PMCID: PMC11524989.
       

        尽管糖尿病患者骨密度（BMD）正常或较高，但经常会出现脆性骨折，这种现象称为糖尿病骨悖论（DBP）。糖尿病骨病（DBD）的发病机制和治疗观点尚未得到充分探讨。在这项研究中，我们构建了两种糖尿病模型，瘦素受体缺陷型糖尿病小鼠（DB）和链脲佐菌素诱导（STZ）糖尿病小鼠。这些模型的骨骼表现出更高的BMD和较低的机械强度，与糖尿病患者临床症状一致。晚期糖基化终末产物（AGEs）在糖尿病患者骨骼中积累，导致胶原纤维内非酶交联水平升高。抑制原纤维内矿化，导致胶原纤维上的矿物质沉积无序，最终降低骨骼强度。胍类药物抑制AGE形成，显著改善糖尿病骨骼的微观结构和生物力学强度，并增强骨折愈合。因此，靶向AGEs治疗提供了一种调节骨矿化和微观结构策略，防止DBD发生。

       
       

2.基于无定形CaCO3的智能破骨细胞靶向纳米药物可有效逆转骨质疏松症
        Yu B, Gao Q, Sheng S, Zhou F, Geng Z, Wei Y, Zhang H, Hu Y, Wang S, Huang J, Li M, Su J. Smart osteoclasts targeted nanomedicine based on amorphous CaCO3 for effective osteoporosis reversal. J Nanobiotechnology. 2024 Apr 5;22(1):153. doi: 10.1186/s12951-024-02412-9. PMID: 38580995; PMCID: PMC10996086.
       

        骨质疏松症的特征是骨稳态失衡，过度活跃的破骨细胞介导的酸化微环境导致骨矿物质加速溶解。Oroxylin A是一种天然类黄酮，能够抑制破骨细胞介导的骨吸收作用，显示出逆转骨质疏松症的潜力。然而，Oroxylin A水溶性差且缺乏组织靶向性，限制其疗效。本研究通过将Oroxylin A涂覆于无定形碳酸钙表面并包被谷氨酸六肽修饰的磷脂来制备破骨细胞微环境响应性纳米颗粒（NPs），旨在增强药物递送效率和治疗效果。获得的智能NPs可以有效中和破骨细胞外微环境中的酸并释放Oroxylin A。Oroxylin A结合无定形碳酸钙协同抑制破骨细胞的形成和活性，显著减少骨质疏松小鼠的骨质流失。这项工作开发了一种基于无定形碳酸钙的智能纳米平台用于亲脂性药物的可控释放，在骨质疏松症中展现了良好的应用前景。

       
       

        3.骨靶向脂质纳米颗粒递送m7G甲基化Runx2 mRNA促进老年性骨质疏松症成骨细胞形成

       

Liu J, Zhang Y, Wu Y, Li G, Ji N, Han R, Tang H, Liu X, Liu H, Wang C, Cui J, Song P, Jing Y, Chen X, Su J. Delivery of m7G methylated Runx2 mRNA by bone-targeted lipid nanoparticle promotes osteoblastic bone formation in senile osteoporosis. Nano Today. 2023 Nov 23.doi: 10.1016/j.nantod.2023.102074
       

        老年性骨质疏松症（SOP）由于衰老导致骨质流失和骨微结构破坏，严重损害老年人的健康和生活质量。SOP发病机制主要涉及成骨缺陷、成骨细胞功能衰退、骨形成不足最终导致的骨质流失。研究表明METTL1是催化RNA 7-甲基鸟苷（m7G）甲基化的关键甲基转移酶，能够调控mRNA转录、miRNA合成、生物学功能、tRNA稳定性、以及RNA胞内加工和成熟。然而METTL1在SOP发病机制和BMSCs成骨分化中的具体作用尚未得到深入研究。本研究发现SOP患者的BMSCs中METTL1的水平显著下降。METTL1缺失会显著抑制Runx2的m7G修饰，阻碍BMSCs在体外的成骨分化导致SOP的发生。为了验证这一机制，我们开发一种包含m7G甲基化Runx2 mRNA的骨靶向脂质纳米颗粒（ZA-m7G Runx2 mRNA-LNPs）。这种NPs能显著促进骨缺损小鼠模型和SOP小鼠的骨修复和形成。研究揭示SOP发病机制中BMSCs成骨分化障碍与关键的m7G RNA修饰机制密切相关，为SOP的防治提供新的理论基础和治疗策略。

       
       

4.基于合成生物学的细菌细胞外囊泡释放BMP-2和CXCR4改善骨质疏松症
        Liu H, Song P, Zhang H, Zhou F, Ji N, Wang M, Zhou G, Han R, Liu X, Weng W, Tan H, Wang S, Zheng L, Jing Y, Su J. Synthetic biology-based bacterial extracellular vesicles displaying BMP-2 and CXCR4 to ameliorate osteoporosis. J Extracell Vesicles. 2024 Apr;13(4):e12429. doi: 10.1002/jev2.12429. PMID: 38576241; PMCID: PMC10995478.
       

        骨质疏松症（OP）是一种系统性骨病，其特征是骨量低和骨微结构脆弱。目前OP的常规治疗手段效果有限。然而随着合成生物学的发展，基于细菌细胞外囊泡（BEV）治疗策略已成为治疗OP有前途的替代方案。在本研究中，我们构建一种重组益生菌Nissle 1917-pET28a-ClyA-BMP-2-CXCR4（ECN-pClyA-BMP-2-CXCR4），其中BMP-2和CXCR4与BEVs表面蛋白ClyA融合过表达。我们分离用于OP治疗的工程化BEV-BMP-2-CXCR4（BEV-BC）。工程化的BEV-BC在体内表现出良好的骨靶向性。进一步研究发现，BEVs-BC具有较好的生物相容性，并且显著促进BMSCs成骨分化。此外，BEVs-BC显著缓解卵巢切除（OVX）小鼠模型中的OP进展。综上所述，我们通过合成生物学技术一步构建兼具骨靶向和成骨作用的BEVs-BC，为OP的治疗提供有效策略。

       
       

5.基于年轻血浆外泌体通过miR-217-5p调控骨髓间充质干细胞成骨作用缓解骨质疏松症
        Meng F, Wang G, Zhou F, Li G, Wang M, Zhou Z, Han Y, Chen X, Hu Y, Zhang Y, Wang X, Chen Y, Geng Z, Su J. Exosomes from young plasma alleviate osteoporosis through miR-217-5p-regulated osteogenesis of bone marrow mesenchymal stem cell. Compos B Eng. 2024 May 1;(276)111358. doi：10.1016/j.compositesb.2024.111358
       

        骨质疏松症在老龄化人群中日益普遍，成为全球健康挑战。当前治疗方法常面临治疗周期长、副作用严重和疗效有限等问题的制约，亟需创新性治疗方案。基于以往研究中年轻血液对器官活力再生的潜力，本研究探讨外泌体及其miRNA在缓解骨质疏松症的作用。我们比较来自年轻血浆（Y-Exos）与老年血浆（A-Exos）外泌体的疗效。体外实验通过Y-Exos或A-Exos与骨髓间充质干细胞（BMSCs）共培养，评估其对BMSCs迁移、增殖及成骨分化的影响。结果表明与A-Exos相比，Y-Exos显著促进BMSCs的增殖、迁移和成骨分化。体内研究进一步验证这一发现，表明Y-Exos缓解骨质疏松症，而A-Exos则抑制骨再生。此外，研究还发现外泌体miR-217-5p是Y-Exos在骨保护中的关键因子。本研究为骨质疏松症的临床治疗提供潜在策略。

       
       

6.骨质疏松性骨折前瞻性精准诊疗策略专家共识
        Hu Y, Li X, Chen X, Wang S, Cao L, Zhang H, Zhang Y, Wang Z, Yu B, Tong P, Zhou Q, Niu F, Yang W, Zhang W, Chen S, Yang Q, Shen T, Zhang P, Zhang Y, Miao J, Lin H, Wang J, Wang L, Ma X, Liu H, Stambler I, Bai L, Liu H, Jing Y, Liu G, Wang X, Wang D, Shi Z, Zhao RC, Su J. Expert consensus on Prospective Precision Diagnosis and Treatment Strategies for Osteoporotic Fractures. Aging Dis. 2024 Feb 29. doi: 10.14336/AD.2023.1223. Epub ahead of print. PMID: 38502589.
        骨质疏松性骨折是骨质疏松症最严重的并发症，其特点是骨质量差、难以复位和固定、骨折愈合缓慢以及复发风险高。这种骨折的临床管理非常具有挑战性，尤其在快速老龄化的背景下，给人民健康带来重大威胁。随着生物物理学和生物化学等学科的快速发展，医学诊断和治疗迎来了新的机遇。然而，国内外对于骨质疏松性骨折的精确诊断和治疗策略的研究与关注仍然相对不足。针对这一问题，中华医学会骨科分会青年骨质疏松组、中国老年医学会老年骨科专业委员会、中国医师协会骨科医师分会青年委员会骨质疏松组、以及上海市中西医结合学会骨质疏松专业委员会联合制定骨质疏松性骨折的专家共识。该共识阐明在诊断和治疗方面可能发挥关键作用的新兴技术，倡导临床医生采用跨学科的方法，并鼓励将这些新技术融入到日常实践中。最终目标是改善骨质疏松性骨折修复，特别是老年患者的预后和生活质量。
       

       
       

        7.骨衰老与细胞外囊泡

Wang J, Zhang Y, Wang S, Wang X, Jing Y, Su J. Bone aging and extracellular vesicles. Sci Bull (Beijing). Bone aging and extracellular vesicles. 2024 Dec 30;69(24):3978-3999. doi: 10.1016/j.scib.2024.10.013. Epub 2024 Oct 16. PMID: 39455324.
       

        骨骼老化是全球性的健康问题之一，表现为骨量和骨强度的自然下降。细胞外囊泡（EV）是细胞分泌的微小膜结合颗粒，因其在多种生理过程以及与年龄相关的疾病中的重要作用得到广泛关注。近年来，EV与骨骼老化的相互作用逐渐成为研究的焦点，特别是它们对骨骼代谢的影响，随着年龄的增长，骨代谢的重要性日益凸显。在这篇综述中，我们探讨EV的生物学特性、类型和功能，并重点讨论它们在骨衰老中的调节作用。文章分析EVs对骨代谢的影响，并指出它们作为骨衰老进展监测生物标志物的潜力。此外，我们还讨论EV在治疗中的应用，包括靶向药物递送和骨再生，并解决与基于EV的治疗方法相关的挑战，如技术复杂性和监管问题。我们总结当前在骨老化研究和临床试验中关于EV的应用，提出未来研究的方向，尤其是在个性化医疗和将EV研究与先进技术结合，以提升年龄相关骨骼健康管理方面的潜力。

       
       

8.细胞外衍生物和骨代谢
        Wu Y, Song P, Wang M, Liu H, Jing Y, Su J. Extracellular derivatives for bone metabolism. J Adv Res. 2024 Dec;66:329-347. doi: 10.1016/j.jare.2024.01.011. Epub 2024 Jan 11. PMID: 38218580; PMCID: PMC11674789.
       

        骨代谢维持骨组织稳态与功能，其平衡破坏可导致骨质疏松、骨关节炎等骨骼疾病。然而，当前骨科临床治疗受限于药物耐受性、副作用及种植体排斥等问题。细胞外衍生物，包括细胞外基质、生长因子和细胞外囊泡等，凭借良好的生物相容性和低免疫应答，展现出作为骨代谢疾病治疗的前景。本文综述细胞外衍生物在骨代谢中的作用与应用，探讨其作为先进骨科材料的潜力，以提升骨治疗与再生效果。本文首先介绍三类主要细胞外衍生物及其功能，分析不同细胞来源的衍生物对骨代谢的影响。之后总结其在骨代谢疾病治疗中的应用优势与挑战，最后展望其在新型骨科材料中的前景。

       
       

9.骨-器官轴双向交互研究
        Deng A, Wang F, Wang S, Zhang Y, Bai L, Su J. Bone-organ axes: bidirectional crosstalk. Military Med Res. 2024 Jun 12;11(1):37. doi: 10.1186/s40779-024-00540-9. Epub 2024 Jun 12. PMID: 38867330 PMCID: PMC11167910
       

        骨骼不仅是身体的结构支撑器官，还是一个活跃的内分泌器官。长期以来，科学界一直关注骨骼在调控全身代谢、内分泌和免疫功能中的重要作用。全面理解骨骼与其他器官之间的复杂相互作用，需要从双向交流的视角来研究其分子机制。传统研究方法在揭示骨骼的生理功能和其对其他器官的影响方面取得重要进展，但在解析骨骼与其他器官之间的相互作用和动态协调方面存在一定的局限性。新兴的研究方法，包括细胞因子，细胞外囊泡、激素和神经递质的跨系统交流研究，为这些复杂的生物动态提供全面见解。这些因子能够精确描绘骨骼与大脑、肺、肝等器官之间的分子通信模式，从而深入理解其基本机制。通过理解这些复杂的相互作用，我们不仅可以开发出更复杂的体外模型，还能为治疗骨疾病和其他系统性疾病提供新的思路和方法。

       
       

10. 肠道菌群相关代谢产物参与调控骨质疏松 ESI高被引
        Zhang YW, Wu Y, Liu XF, Chen X, Su JC. Targeting the gut microbiota-related metabolites for osteoporosis: The inextricable connection of gut-bone axis. Ageing Res Rev. 2024, 94:102196. doi: 10.1016/j.arr.2024.102196. PMID: 38218463.
       

        骨质疏松症是一种全身性骨骼疾病，其特征是骨量减少、骨微观结构破坏、骨脆性增加和骨折风险上升。近年来，肠道菌群与骨代谢之间的相关性逐渐成为研究热点。以往研究表明，肠道菌群及其相关代谢产物的变化与骨质疏松症的发生和进展密切相关。本综述基于肠-骨轴的研究概念，总结了肠道菌群及其相关代谢产物与骨质疏松症的相关性、潜在机制、临床应用前景和潜在挑战，为未来研究提供有价值参考。

       
       

11.膳食通过肠-骨轴调控骨质疏松
        Zhang YW, Song PR, Wang SC, Liu H, Shi ZM, Su JC. Diets intervene osteoporosis via gut-bone axis. Gut Microbes. 2024, 16(1):2295432. doi: 10.1080/19490976.2023.2295432. PMID: 38174650; PMCID: PMC10773645.
       

        骨质疏松症是一种严重危害中老年人健康的系统性骨骼疾病。作为人体内最大的微生物储存库，肠道微生态系统的动态平衡与多种衰老相关疾病息息相关。既往大量研究表明骨质疏松症患者及骨质疏松症相关模型动物体内的肠道菌群状态与健康个体间存在一定差异，且机体骨质丢失的严重程度也与肠道菌群及其相关代谢产物的变化存在紧密联系。由此在一定程度上提示肠道菌群及其相关代谢产物可作为防治骨质疏松症的潜在作用靶点。同时，随着研究不断深入，肠-骨轴的研究概念应运而生，机体多器官间的交联互作也逐渐成为近年来学界的研究热点。基于肠-骨轴，膳食摄入可通过改变肠道菌群的丰度、多样性和组成结构参与调节骨代谢。本文结合新近文献，总结不同膳食成分与模式对肠道菌群及其相关代谢产物的影响，及其潜在调节机制和适当的膳食建议。

       
       

12.外卖中微塑料对机体骨代谢影响
        Zhang YW, Zhou DY, Wang SC, Zhou FJ, Wang GC, Su JC. Bridging relevance between microplastics, human health and bone metabolism: Emerging threats and research directions. Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 2024, 6:422-435. doi: 10.1016/j.enceco.2024.08.006.
        当今，塑料早已成为不可或缺的材料，诸如日常生活中购物时的包装袋、超市货架上的食品、厨房的砧板、外卖的容器、瓶装水和婴儿的奶瓶等，甚至在摆满各种精致仪器的实验室，也时常能看到塑料的身影。然而，塑料是一把“双刃剑”，不可降解的塑料被丢弃到环境中，对生态和人类健康造成了巨大的危害。在过去的几十年里，微塑料污染作为一个突出的环境问题逐渐引发研究者们的密切关注，这些微小的塑料颗粒不仅存在于海洋、土壤和空气中，同时也已渗透到人们的日常生活和身体器官中。微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，这些微小的颗粒极易被环境中的生物体吸收，进而通过食物链进入人体。该综述全面系统性地介绍微塑料的分类（初级微塑料与次级微塑料）、来源与分布（海洋、陆地与空气）、侵袭人体健康的作用途径（呼吸道暴露、膳食暴露、皮肤暴露和特殊人群接触）、影响机体骨代谢的具体作用机制（免疫调节、内分泌调节、氧化应激调节、病原物质传递和化学毒性物质传输等，以及肠道菌群及其相关代谢产物调节）等方面，并阐述针对微塑料侵袭人体健康的具体防控途径和优化措施，为防范微塑料侵袭人体骨骼提供参考。