骨质疏松（Osteoporosis, OP）是最常见的年龄相关性骨代谢疾病之一，主要表现为骨量减少和骨微结构破坏，显著增加骨折风险。随着年龄增长，衰老成骨细胞的累积被认为是导致骨稳态失衡的关键因素。随着空间组学的发展，越来越多的研究发现了组织中的衰老细胞与免疫细胞之间存在紧密的互作关系，特别是近年来发现了一类稀有的CD4+细胞毒性T细胞（CD4+CTLs）在清除衰老细胞中发挥着重要作用。但是，骨质疏松微环境中衰老成骨细胞的细胞互作关系及调控机制尚不明确。近期，扬州大学附属苏北人民医院王永祥教授团队在《Advanced Science》（IF:14.1）上发表了题为“Osteoblast-CD4+CTL Crosstalk Mediated by SIRT1/DAAM2 Axis Prevents Age-Related Bone Loss”的研究论文。文章聚焦于骨微环境中衰老成骨细胞与免疫细胞（特别是 CD4+细胞毒性 T 淋巴细胞，CD4+CTLs）的相互作用，揭示了 SIRT1/DAAM2 信号轴通过调控免疫监视机制预防骨质疏松症的分子机制。研究结合了空间单细胞蛋白组、小鼠模型实验和分子生物学技术，证明了成骨细胞中SIRT1通过上调DAAM2促进关键趋化因子（CCL3、CCL5和CXCL10）的分泌，招募CD4+CTLs 清除衰老成骨细胞，从而维持骨稳态，为骨质疏松症的防治提供了靶向免疫调控的全新策略。（华盈生物为该研究提供了细胞因子高通量检测服务，助力研究者明确了衰老成骨细胞通过分泌关键趋化因子招募CD4+CTLs的具体机制）
研究者从骨微环境的细胞互作关系着手研究，通过空间单细胞蛋白组技术检测了接受腰椎板切除术的12例老年患者（>60岁）的骨组织样本，包括6例骨质疏松和6例正常。结果鉴定了Granzyme B 表达的CD4+ CTL细胞，并且在骨质疏松中CD4+ CTL的数量显著减少。细胞互作分析发现了骨质疏松组中CD4+ CTL与衰老成骨细胞（ALP+ p16INK4a+）相互作用增强。（华盈生物也可提供PCF空间单细胞蛋白组检测，可以全切片成像，实现多达100+蛋白的空间成像）
研究者分析了不同衰老组织的scRNA-seq数据，发现了明星抗衰老基因 Sirtuin家族成员SIRT1与CD4+ CTL呈显著正相关，并在骨质疏松样本中表达下调，提示SIRT1可能通过调节免疫细胞分布参与成骨细胞衰老过程。随后研究者构建了成骨细胞特异性SIRT1敲除小鼠，发现其表现出骨量减少、骨微结构恶化等骨质疏松表型。SIRT1-cKO小鼠骨组织中CD4+ CTL数量显著减少，向SIRT1-cKO小鼠输注体外扩增的CD3hiCD4hiCD107ahiCD4+ CTL可显著改善骨质疏松表型，并减少衰老成骨细胞数量。这些结果说明了成骨细胞SIRT1缺失通过抑制成骨功能并减少骨微环境中CD4+ CTL的分布，从而促进骨质疏松发生。
机制上，衰老成骨细胞高表达MHC-II分子，而CD4+ CTL通过识别MHC-II直接诱导其凋亡。这些结果表明，SIRT1缺失导致的骨质疏松与CD4+ CTL介导的衰老细胞清除缺陷有关，补充CD4+ CTL可通过MHC-II依赖的免疫监视途径缓解骨丢失，揭示了衰老成骨细胞-免疫细胞互作在骨质疏松中的关键作用。
为了揭示SIRT1如何调控成骨细胞与CD4+ CTL的互作机制，研究者对SIRT1敲低的MC3T3-E1细胞上清进行细胞因子高通量检测（华盈生物为该研究提供了细胞因子检测服务），发现了CCL3、CCL5和CXCL10等CD4+CTLs相关趋化因子水平显著下降，提示SIRT1可能通过调控趋化因子网络影响免疫细胞分布。随后研究者进行了深入的机制研究，发现了SIRT1通过去乙酰化EZH2，解除其对DAAM2启动子的抑制，增加DAAM2的表达，从而进一步的促进下游趋化因子的表达。共培养实验也证实了DAAM2调控的趋化因子可促进CD4+ CTL迁移和活化。
研究者通过构建骨靶向AAV-DAAM2载体，在SIRT1-cKO小鼠中证实了DAAM2过表达可显著改善骨质疏松表型，免疫荧光证实骨小梁周围CD4+ CTL聚集增多且衰老成骨细胞减少。但是当联合阻断趋化因子受体CCR5/CXCR3时，AAV-DAAM2的骨表型拯救效果被完全抵消。这些结果完整揭示了"SIRT1-EZH2-DAAM2-趋化因子-CD4+ CTL"轴在骨质疏松治疗中的核心地位。最后研究者证实了该作用机制在多种骨质疏松模型中均保守存在。
这项研究证明了SIRT1/DAAM2 轴介导的骨细胞-CD4+ CTL 互作是预防年龄相关骨丢失的核心机制。靶向这一轴心不仅延缓骨老化，还为骨质疏松提供了新的免疫治疗范式，突显了骨微环境中细胞互作在维持健康中的重要性。
| 相关文献
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.