骨質疏松（Osteoporosis, OP）是最常見的年齡相關性骨代謝疾病之一，主要表現為骨量減少和骨微結構破壞，顯著增加骨折風險。隨著年齡增長，衰老成骨細胞的累積被認為是導致骨穩態失衡的關鍵因素。隨著空間組學的發展，越來越多的研究發現了組織中的衰老細胞與免疫細胞之間存在緊密的互作關系，特別是近年來發現了一類稀有的CD4+細胞毒性T細胞（CD4+CTLs）在清除衰老細胞中發揮著重要作用。但是，骨質疏松微環境中衰老成骨細胞的細胞互作關系及調控機制尚不明確。近期，揚州大學附屬蘇北人民醫院王永祥教授團隊在《Advanced Science》（IF:14.1）上發表了題為“Osteoblast-CD4+CTL Crosstalk Mediated by SIRT1/DAAM2 Axis Prevents Age-Related Bone Loss”的研究論文。文章聚焦于骨微環境中衰老成骨細胞與免疫細胞（特別是 CD4+細胞毒性 T 淋巴細胞，CD4+CTLs）的相互作用，揭示了 SIRT1/DAAM2 信號軸通過調控免疫監視機制預防骨質疏松癥的分子機制。研究結合了空間單細胞蛋白組、小鼠模型實驗和分子生物學技術，證明了成骨細胞中SIRT1通過上調DAAM2促進關鍵趨化因子（CCL3、CCL5和CXCL10）的分泌，招募CD4+CTLs 清除衰老成骨細胞，從而維持骨穩態，為骨質疏松癥的防治提供了靶向免疫調控的全新策略。（華盈生物為該研究提供了細胞因子高通量檢測服務，助力研究者明確了衰老成骨細胞通過分泌關鍵趨化因子招募CD4+CTLs的具體機制）
研究者從骨微環境的細胞互作關系著手研究，通過空間單細胞蛋白組技術檢測了接受腰椎板切除術的12例老年患者（>60歲）的骨組織樣本，包括6例骨質疏松和6例正常。結果鑒定了Granzyme B 表達的CD4+ CTL細胞，并且在骨質疏松中CD4+ CTL的數量顯著減少。細胞互作分析發現了骨質疏松組中CD4+ CTL與衰老成骨細胞（ALP+ p16INK4a+）相互作用增強。（華盈生物也可提供PCF空間單細胞蛋白組檢測，可以全切片成像，實現多達100+蛋白的空間成像）
研究者分析了不同衰老組織的scRNA-seq數據，發現了明星抗衰老基因 Sirtuin家族成員SIRT1與CD4+ CTL呈顯著正相關，并在骨質疏松樣本中表達下調，提示SIRT1可能通過調節免疫細胞分布參與成骨細胞衰老過程。隨后研究者構建了成骨細胞特異性SIRT1敲除小鼠，發現其表現出骨量減少、骨微結構惡化等骨質疏松表型。SIRT1-cKO小鼠骨組織中CD4+ CTL數量顯著減少，向SIRT1-cKO小鼠輸注體外擴增的CD3hiCD4hiCD107ahiCD4+ CTL可顯著改善骨質疏松表型，并減少衰老成骨細胞數量。這些結果說明了成骨細胞SIRT1缺失通過抑制成骨功能并減少骨微環境中CD4+ CTL的分布，從而促進骨質疏松發生。
機制上，衰老成骨細胞高表達MHC-II分子，而CD4+ CTL通過識別MHC-II直接誘導其凋亡。這些結果表明，SIRT1缺失導致的骨質疏松與CD4+ CTL介導的衰老細胞清除缺陷有關，補充CD4+ CTL可通過MHC-II依賴的免疫監視途徑緩解骨丟失，揭示了衰老成骨細胞-免疫細胞互作在骨質疏松中的關鍵作用。
為了揭示SIRT1如何調控成骨細胞與CD4+ CTL的互作機制，研究者對SIRT1敲低的MC3T3-E1細胞上清進行細胞因子高通量檢測（華盈生物為該研究提供了細胞因子檢測服務），發現了CCL3、CCL5和CXCL10等CD4+CTLs相關趨化因子水平顯著下降，提示SIRT1可能通過調控趨化因子網絡影響免疫細胞分布。隨后研究者進行了深入的機制研究，發現了SIRT1通過去乙?；疎ZH2，解除其對DAAM2啟動子的抑制，增加DAAM2的表達，從而進一步的促進下游趨化因子的表達。共培養實驗也證實了DAAM2調控的趨化因子可促進CD4+ CTL遷移和活化。
研究者通過構建骨靶向AAV-DAAM2載體，在SIRT1-cKO小鼠中證實了DAAM2過表達可顯著改善骨質疏松表型，免疫熒光證實骨小梁周圍CD4+ CTL聚集增多且衰老成骨細胞減少。但是當聯合阻斷趨化因子受體CCR5/CXCR3時，AAV-DAAM2的骨表型拯救效果被完全抵消。這些結果完整揭示了"SIRT1-EZH2-DAAM2-趨化因子-CD4+ CTL"軸在骨質疏松治療中的核心地位。最后研究者證實了該作用機制在多種骨質疏松模型中均保守存在。
這項研究證明了SIRT1/DAAM2 軸介導的骨細胞-CD4+ CTL 互作是預防年齡相關骨丟失的核心機制。靶向這一軸心不僅延緩骨老化，還為骨質疏松提供了新的免疫治療范式，突顯了骨微環境中細胞互作在維持健康中的重要性。
| 相關文獻
Yang B, Zhang G, Zhu Y, Wang J, Feng X, Fei W, Dai J, Hu L, Zhang Y, Cai J, Ruan B, Jin Y, Wei F, Lu G, Wang D, Cheung JPY, Shea GKH, Chen H, Yeung KWK, Wang L, Wang Y.Osteoblast-CD4+CTL Crosstalk Mediated by SIRT1/DAAM2 Axis Prevents Age-Related Bone Loss. Adv Sci (Weinh). 2025:e01170.