从生到死,人的骨质的发育自有其特定的规律。德克萨斯州大学西南医学中心的研究人员已经发现了一种能够控制骨质形成的精确的时控过程的一个重要步骤的蛋白质。在这项研究中,Eric Olson博士和同事发现蛋白HDAC4对适时的骨质发育(或称骨生成)至关重要。他们将这些发现公布在2004年11月的Cell上。
骨骼形成的过程包括三个阶段,并且由能够根据需要分泌和吸收物质的特化骨细胞编排。第一步,骨细胞先产生一层柔软的软骨“地基”,在它之上的成熟骨质将会变的坚固。接着,含钙和磷酸盐的矿物质沉积到这个“地基”上并形成一个骨质框架。最后,这种粗物质被雕刻并加固形成骨骼。这个过程如果出现错误就会导致发育缺陷和骨骼疾病的发生。
研究人员在研究HDAC4基因对调控心脏生长中的功能时,意外地发现了HDAC4蛋白的这种作用。他们发现缺失HDAC4基因的遗传改造小鼠产生过多的骨质并很快死亡,其原因是它们的软骨被转化成了骨头。HDAC4属于一个能够灭活基因的酶家族。与其它成员不同,HDAC4只在少数组织中表达,这其中就包括骨骼。
Olson博士和同事发现缺失HDAC4基因的小鼠在出生时出现头骨和脊骨畸形,并且无法健康成长。通过反相研究骨形成过程,研究人员发现这种缺陷发生在骨生成的最初步骤,即在“软骨地基”完全形成之前,矿物质沉积过快从而使骨质过早硬化。
生化检测结果表明HDAC4通过抑制最后一步(骨质硬化)来控制骨生成早期的时序。Runx2是一种控制骨硬化基因的蛋白。通过专一地抑制Runx2的蛋白,HDAC4能够使“软骨地基”和矿物在硬化过程发生之前适时地完成铺垫。
这些发现可能对了解和预防骨质疏松症或其它骨骼疾病有广泛的意义。HDAC4的这种特殊的功能的发现可能使研究人员能够设计出一些控制这个过程的药物以用于骨质疾病的治疗