本研究由北京大学口腔医院口腔颌面外科及国家口腔疾病临床研究中心的Jie Wang、Lin Sun、Yi Zhang、Shuo Chen和Yang He团队完成，发表于BMC Musculoskeletal Disorders期刊2025年第26卷。论文标题为《Wnt/β-catenin regulates Gli1+ osteogenic progenitors in condylar subchondral bone development and osteoarthritis》，聚焦颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）的发病机制及治疗靶点探索。

学术背景

研究领域属于骨生物学与口腔医学交叉学科。既往研究发现，Gli1蛋白是下颌髁突软骨下骨中成骨祖细胞（osteogenic progenitors）的标志物，而Wnt/β-catenin信号通路在骨发育和稳态中起关键调控作用。然而，Wnt/β-catenin是否通过调控Gli1+细胞影响髁突发育及TMJOA病理进程尚不明确。本研究旨在揭示该通路的分子机制，为TMJOA提供潜在治疗策略。

研究流程

1. 动物模型构建与基因操作

• 实验对象：使用Gli1-CreERT2;tdTomato（谱系追踪）、Gli1-CreERT2;β-cateninfl/fl（条件性敲除）及Gli1-CreERT2;DTA（细胞消融）转基因小鼠，均来自Jackson实验室。
  
• 诱导策略：
  
  • 发育模型：出生后3天（PN3）注射他莫昔芬（Tamoxifen），分别在PN5、PN10、PN17天取样。
    
  • TMJOA模型：6周龄小鼠通过单侧部分关节盘切除术（UPD）诱导骨关节炎，术后4周分析。
    
• 样本量：每组3-5只小鼠，显微CT（μCT）分析骨密度（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）及分离度（Tb.Sp）。
  

2. 实验方法

• 组织学分析：髁突样本经4%多聚甲醛固定、EDTA脱钙后，进行石蜡/冰冻切片。
  
  • 免疫荧光染色：检测β-catenin、Runx2（成骨分化标志物）、OCN（骨钙素）的表达，使用ImageJ量化阳性细胞比例。
    
  • 特殊染色：H&E和Masson染色评估骨组织结构与纤维化程度。
    
• 显微CT：采用Olympus BX53显微镜及配套软件量化骨微结构参数。
  

3. 创新方法

• 双重组系统：通过Gli1-CreERT2与β-cateninfl/fl的时空特异性敲除，精准靶向Gli1+细胞群。
  
• TMJOA手术模型：改良UPD术式确保软骨损伤最小化，提高病理一致性。
  

主要结果

1. Gli1+细胞在软骨下骨发育中的作用

   • 谱系追踪显示，Gli1+/Runx2+细胞比例从PN5的7.34%增至PN17的23.29%（*p<0.01），证实其成骨活性随时间增强。
     
   • DTA介导的Gli1+细胞消融导致软骨下骨面积缩小，μCT显示骨密度降低40%（*p<0.001）。
     

2. Wnt/β-catenin调控Gli1+细胞的机制

   • β-catenin与Gli1+细胞共定位比例从诱导后2天的11.97%升至7天的45.69%。敲除β-catenin后，Runx2表达下降50%（*p<0.05），伴随骨小梁分离度增加（Tb.Sp升高1.5倍）。
     

3. TMJOA病理模型中Gli1+细胞的异常激活

   • UPD术后，Gli1+/β-catenin+细胞比例从27.86%升至62.24%，伴随骨体积（BV/TV）增加30%（*p<0.01）。
     
   • β-catenin敲除后，Gli1+/Runx2+细胞比例从39.67%降至27.62%，病理骨硬化显著缓解。
     

结论与意义

本研究首次阐明：
1. 科学价值：Wnt/β-catenin通过上调Runx2驱动Gli1+细胞的成骨分化，是髁突发育和TMJOA骨重塑的核心调控轴。
2. 应用价值：靶向抑制Gli1+细胞中的β-catenin可缓解TMJOA的骨硬化，为临床提供潜在治疗策略。

研究亮点

• 机制创新：揭示Gli1+细胞在TMJOA中通过Wnt通路异常活化的病理机制。
  
• 技术突破：结合谱系追踪与条件性敲除，实现细胞特异性通路干预。
  
• 临床转化潜力：为小分子Wnt抑制剂（如SM04690）应用于TMJOA提供实验依据。
  

其他价值

文中提及的炎症因子调控（如VEGF/IL-1β）与血管新生关联性，为后续研究TMJOA多机制交互提供方向。参考文献中多项预临床研究（如Funck-Brentano等2014年研究）支持Wnt靶向治疗的可行性。