骨骼发育异常如特发性脊柱侧弯(IS)是儿童常见的肌肉骨骼疾病,其中婴儿型IS发病急、致死率高,但病理机制尚不明确。近年研究发现,蛋白质精氨酸甲基转移酶PRMT5在软骨细胞终末分化和骨化过程中起关键作用,其缺失会导致小鼠脊柱发育异常,模拟人类婴儿型IS表型。KUBTEC EXPERT80作为高分辨率X射线显微成像系统,能够精准捕捉骨骼微结构变化,为这类研究提供技术支撑。
骨软骨前体细胞中Prmt5的丢失诱导小鼠早期发生脊柱侧弯。
研究团队通过条件性基因敲除技术(Col2Cre;Prmt5f/f小鼠模型),结合KUBTEC EXPERT80的显微CT扫描,系统分析了PRMT5缺失对脊柱发育的影响。实验聚焦以下核心内容:
1、 软骨分化调控:检测PRMT5对肥大软骨细胞标志物(如COLX、MMP13)表达的影响;
2、骨化缺陷分析:通过X射线和microCT量化椎体骨化延迟及不对称性;
3、信号通路探究:验证PRMT5通过RUNX2/IHH通路调控终末分化的机制。
Prmt5在脊柱骨软骨相细胞谱系中的缺失导致推体骨化过程出现缺陷。
实验表明:
1、表型验证:PRMT5缺失小鼠出现30°胸椎侧弯,椎体骨化中心延迟形成,与人类婴儿IS高度相似;
2、分子机制:PRMT5通过抑制IHH信号、促进RUNX2/MMP13表达,驱动软骨终末分化;
3、技术价值:KUBTEC EXPERT80的高分辨率成像清晰呈现椎体微小结构变化。
PRMT5调控脊桂围生期生长板中肥大软骨细胞终末分化的模型。
此次究首次揭示PRMT5在脊柱发育中的核心作用,为婴儿型IS的诊疗提供新靶点。未来可结合KUBTEC EXPERT80的动态成像功能,探索PRMT5调控剂对骨化的干预效果。此外,该系统在退行性椎间盘疾病(如COLX异常积累)的研究中亦有潜力。
此次由德克萨斯大学奥斯汀分校Ryan S. Gray课题组主导,联合分子生物科学系Steven A. Vokes团队完成。研究依托显微CT、分子生物学及基因编辑技术,成果发表于《Disease Models & Mechanisms》期刊。