脊柱侧弯(尤其是婴儿型特发性脊柱侧弯)是儿童常见的骨骼畸形,严重时可导致呼吸功能障碍甚至死亡。传统影像技术难以捕捉早期骨骼发育的微观变化,而KUBTEC Expter80作为高分辨率微CT成像系统,为研究脊柱发育和疾病机制提供了关键工具。本研究利用该设备揭示了PRMT5基因在软骨细胞分化和脊柱稳定性中的重要作用,为临床早期诊断提供了新思路。
图1 婴儿脊柱侧弯的X光对比图
团队通过条件性敲除小鼠的PRMT5基因,模拟婴儿型脊柱侧弯表型,并利用KUBTEC Expter80进行高精度三维重建。研究发现:
PRMT5缺失导致软骨细胞终末分化受阻,表现为RUNX2和MMP13表达下降,Ihh信号异常。
脊柱生长板不对称缺陷和椎体骨化延迟,最终引发脊柱侧弯(Cobb角30°±4°)。
图2 Prmt5在脊柱骨软骨祖细胞谱系中的缺失导致推体骨化过程出现缺陷。
KUBTEC Expter80的成像数据清晰显示:
骨骼形态异常:椎体体积缩小、肋骨骨化减少。
分子机制:PRMT5通过调控RUNX2-MMP13通路促进终末软骨分化,其缺失导致Ihh信号过度激活,破坏脊柱稳态。
临床意义:为婴儿型脊柱侧弯的基因治疗靶点提供依据。
图3 PRMT5在调节围产期脊柱生长板中肥大软骨细胞终末分化中的模型。
本研究证实PRMT5是脊柱发育的核心调控因子,而KUBTEC Expter80的高分辨率成像为揭示其机制不可或缺。未来方向包括:
探索PRMT5激活剂作为潜在药物。
结合KUBTEC技术开展早期筛查,优化婴幼儿脊柱侧弯干预方案。
此次是由德克萨斯大学奥斯汀分校的Ryan S. Gray教授课题组主导,联合分子生物科学系及营养科学系专家,通过跨学科合作完成。KUBTEC Expter80的精准成像为研究提供数据基石,其微米级分辨率助力软骨-骨转化过程的动态分析。