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骨质疏松、骨骼老化以及骨折引发的骨量流失是临床亟待解决的难题，目前临床常用的甲状旁腺激素肽、罗莫珠单抗等成骨药物存在作用时效有限、疗效衰减、心血管及致瘤风险等问题；经典Wnt/β-连环蛋白信号通路虽能促进骨形成，但其广泛激活会带来肿瘤、心梗等安全隐患，而WNT7B被证实可不依赖经典β-连环蛋白通路促进成骨，但天然WNT蛋白制备成本高、技术难度大，因此研发安全、高效且规避经典WNT通路副作用的新型WNT衍生成骨活性物质，成为骨骼相关疾病治疗的重要研究方向。

‌四川大学华西口腔医院‌叶玲教授、余钒源副教授、加州大学洛杉矶分校（UCLA）王存玉院士等人研究团队依托AlphaFold结构预测与分子对接筛选技术，重构得到WNT7B拇指与食指结构域衍生肽WNT7Bᴿᵀᴵᴰ，在小鼠、小型猪等大小哺乳动物模型中验证其药效与安全性；体外实验证实该多肽可提升间充质干细胞（MSCs）成骨分化能力，体内实验表明其能改善骨质疏松、修复临界骨缺损；结合单细胞测序、谱系示踪、生化实验等技术阐明作用机制：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ优先结合RECK/GPR124复合物，激活非经典Ca²⁺-NFATc1信号轴发挥成骨作用，完全不依赖存在致瘤风险的经典Wnt/β-连环蛋白通路，同时还构建还原氧化石墨烯-羟基磷灰石复合支架实现多肽局部缓释，进一步提升骨折修复效果。相关内容以“Developing WNT-derived bone anabolic peptides for skeletal aging and fracture by reconstructing thumb and index domains of WNT7B”为题发表在《Nature Biomedical Engineering》上。

【主要内容】

图1：具有成骨活性的非经典WNT多肽的发掘

证实WNT7Bᴿᵀᴵᴰ具备非经典WNT通路依赖的成骨活性。通过序列预测、分子对接与动力学模拟证明该重组肽与RECK结合亲和力远强于卷曲蛋白（Fzs），区别于WNT3A等经典WNT蛋白；双荧光素酶报告基因、qPCR结果显示其不激活β-连环蛋白通路，茜素红染色和成骨基因检测则验证WNT7Bᴿᵀᴵᴰ可显著促进人MSCs成骨分化，单独的拇指/食指结构域无此强效作用。

图2：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ可缓解小型及大型哺乳动物的骨质疏松症

在去卵巢骨质疏松模型小鼠、老年小鼠以及老年小型猪体内验证WNT7Bᴿᵀᴵᴰ的体内药效。显微CT结果显示，该多肽可显著提升骨体积分数、骨密度、骨小梁数量，降低骨小梁间隙与皮质骨孔隙率，有效逆转雌激素缺乏和衰老引发的骨流失，疗效甚至优于临床药物罗莫珠单抗，同时证实其在大动物体内同样具备良好的抗骨质疏松效果。

图3：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ-还原氧化石墨烯单层结构促进间充质干细胞增殖与羟基磷灰石结晶

图中表征负载WNT7Bᴿᵀᴵᴰ的还原氧化石墨烯复合支架，并验证其体外促成骨与矿化能力。多种材料表征技术证明多肽可稳定接枝在支架上且长期不易脱落；细胞实验显示该复合支架能促进MSCs增殖，加速钙结节形成、成熟及羟基磷灰石晶体沉积，显著提升细胞矿化水平。

图4：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ修复小鼠临界性骨缺损并促进骨再生

以转基因小鼠为模型，探究复合支架搭载WNT7Bᴿᵀᴵᴰ修复小鼠股骨临界骨缺损的效果。免疫荧光结果表明多肽可招募MSCs与成骨祖细胞、促进细胞增殖和成骨分化；术后2个月的影像学、组织学检测证实，实验组骨缺损完全愈合，新生骨组织与支架整合良好，对照组仅出现少量零散骨组织，修复效果极差。

图5：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ修复成年小型猪的临界性骨缺损

在小型猪大动物模型中评估WNT7Bᴿᵀᴵᴰ支架修复临界骨缺损的能力。为期6个月的观察证实该材料无致瘤、致死风险；组织学、显微CT显示实验组缺损区域大量新生矿化骨组织，支架逐步被骨组织重塑整合，对照组以纤维组织为主、支架被排斥；肢体运动功能检测也证明实验组实验动物肢体活动基本恢复正常。

图6：单细胞测序解析WNT7Bᴿᵀᴵᴰ对间充质干细胞谱系的调控作用

利用单细胞测序解析WNT7Bᴿᵀᴵᴰ调控骨再生的细胞机制。结果显示该多肽可显著富集MSCs谱系细胞，诱导MSCs多个亚群扩增并向成骨谱系分化；基因集富集分析再次确认体内环境下该多肽依旧不激活经典Wnt/β-连环蛋白通路，同时还能构建活跃的细胞间通讯网络，进一步放大成骨再生效应。

图7：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ在结构层面优先结合RECK蛋白

从分子结构层面解析WNT7Bᴿᵀᴵᴰ的结合特性。证实该重组肽在结构上优先结合RECK而非Fzs，二者形成大量氢键相互作用；多物种序列比对发现其拇指、食指结构域高度保守，保证了跨物种药效；突变RECK结合关键氨基酸后，多肽促成骨能力丧失，明确了RECK是介导其功能的关键分子。

图8：WNT7Bᴿᵀᴵᴰ通过RECK/GPR124激活间充质干细胞内Ca²⁺/NFATc1信号通路

该多肽通过RECK/GPR124复合物促进细胞Ca²⁺内流，激活钙调磷酸酶，使NFATc1去磷酸化并发生核转位，进而启动成骨相关基因表达；敲低RECK/GPR124、抑制Ca²⁺-NFATc1通路均会阻断多肽的成骨作用，最终梳理出WNT7Bᴿᵀᴵᴰ-RECK/GPR124-Ca²⁺-NFATc1核心信号轴。

【全文总结】

本研究基于WNT7B的蛋白结构特征，重构得到全新多肽WNT7Bᴿᵀᴵᴰ，突破了天然WNT蛋白制备难、经典WNT通路安全风险高的瓶颈。该多肽不依赖具有致瘤风险的Wnt/β-连环蛋白通路，通过特异性结合RECK/GPR124复合物激活Ca²⁺-NFATc1非经典信号通路，在小鼠、小型猪等大小动物模型中，既能够有效改善衰老、雌激素缺乏诱导的骨质疏松，又可借助复合缓释支架高效修复大尺寸骨缺损，且长期使用安全性良好。研究不仅揭示了WNT7B独特的信号识别与转导新机制，还开发出一种兼具疗效与安全性的新型成骨多肽药物，为骨质疏松、骨老化、难治性骨折等骨骼疾病的临床治疗提供了极具转化价值的新方向。

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