哺乳动物骨骼发育始于胚胎早期透明软骨的形成。随后，骨形成过程中会经历软骨内成骨的过程，生长板在其中发挥着关键作用。生长板由休止区、增殖区和肥大区组成，其中肥大区软骨细胞会经历终末分化，并吸引血管和祖细胞浸润，最终被骨组织取代。Axin1是β-catenin降解复合物中的支架蛋白，作为β-catenin信号通路的负调节因子，参与调控软骨细胞成熟和软骨周骨形成。

中国科学院深圳先进技术研究院的Di Chen/Liping Tong教授团队在本刊发表了题为“Deletion of Axin1 in aggrecan-expressing cells leads to growth plate cartilage defects in adult mice”的研究快讯，揭示了Axin1在成年小鼠生长板软骨中的功能缺失导致的生长板软骨缺陷。

1、研究方法

研究团队构建了Axin1软骨细胞条件性基因敲除小鼠（Axin1 cKO小鼠），并通过免疫组化、组织学分析、Micro-CT扫描、RNA和蛋白质表达分析等方法，研究了Axin1缺失对生长板软骨发育的影响。

2、研究结果

Axin1 cKO小鼠的生长板和关节软骨组织中Axin1表达显著降低，而β-catenin表达上调（图1A、B）。组织学分析显示，Axin1 cKO小鼠的生长板软骨组织明显紊乱和扩张，增殖区和肥大区软骨细胞失去了正常的柱状结构和垂直排列（图1C）。Micro-CT扫描结果显示，Axin1 cKO小鼠的骨量增加，骨体积和骨小梁数量显著增加，而骨小梁分离度和结构模型指数显著降低 （图1D–H）。Axin1 cKO小鼠中Col-X和MMP13表达水平显著升高，表明软骨细胞肥大过程加速（图1I–N）。BMP信号通路相关基因以及FGF信号通路相关基因在Axin1 cKO小鼠中表达上调（图1O–U）。Axin1 cKO小鼠的破骨细胞数量显著减少，Opg表达显著增加，可能导致高骨量和扩大的生长板软骨表型（图1V–X）。

图1. Axin1 cKO小鼠生长板软骨扩张和骨量增加。

3、研究结论

软骨细胞中Axin1缺失可能通过激活BMP和FGF信号通路，导致成年小鼠生长板软骨的显著缺陷，包括长板软骨细胞肥大加速，骨量增加，并伴随破骨细胞形成减少。这些发现进一步阐明了Axin1在骨骼发育中的作用，并为理解相关骨骼疾病的发病机制提供了新的见解。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304223004300

引用这篇文章：

Yi D, Jin H, Lu WW, et al. Deletion of Axin1 in aggrecan-expressing cells leads to growth plate cartilage defects in adult mice. Genes Dis. 2024;11(4):101147.

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