论文解读|Jinyong Luo/Xiaoji Lu教授团队揭示Shh增强BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化

间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的成体干细胞，能够分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种细胞类型。由于其在细胞治疗、组织工程和再生医学中的巨大潜力，MSCs的成骨分化机制一直是研究热点。BMP9是BMP家族中的一员，具有显著的诱导MSCs成骨分化的能力。然而，BMP9的成骨效果仍需进一步增强以满足临床需求。Sonic Hedgehog（Shh）信号通路在骨骼发育和修复中起着关键作用，但其与BMP9在成骨分化中的协同作用尚不清楚。

重庆医科大学的Jinyong Luo/Xiaoji Lu教授团队在本刊发表了题为“Sonic Hedgehog potentiates BMP9-induced osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells”的研究论文。该研究揭示了Shh通过增强BMP9诱导的Smad1/5/8信号通路激活，显著促进了MSCs的成骨分化，并加速了BMP9诱导的大鼠骨缺损修复。

1、Shh增强BMP9诱导的成骨分化

研究团队发现，Shh单独对成骨诱导没有显著效果，但它显著促进了BMP9诱导的 MSCs 成骨分化（图1）。此外，Shh在MSCs中还进一步增强了BMP9诱导的Runx2转录活性，表明Shh能够通过影响关键成骨转录因子的表达和活性来促进BMP9诱导的成骨分化。

图1 Shh对BMP9诱导的MSCs早期成骨分化的影响（原文中Figure 1）

2、Shh增强BMP9诱导的异位骨形成和骨缺损修复
      裸鼠皮下MSCs移植模型实验证实，Shh显著促进了裸鼠中BMP9诱导的异位骨形成（图2）。在大鼠颅骨缺损修复模型中，Shh显著加速了BMP9诱导的骨缺损修复过程。

图2 Shh对BMP9诱导的MSCs异位骨形成的影响（原文中Figure 4）

3、Gli1和Gli2介导 Shh对BMP9诱导的成骨分化的增强作用

研究团队发现，Gli1/Gli2抑制剂GANT-61部分逆转了Shh对BMP9诱导的MSCs成骨分化的增强作用，还显著降低了BMP9诱导的Smad1/5/8转录活性（图3）。这些结果表明，Gli1和Gli2可能是Shh对BMP9诱导的成骨分化增强作用的关键介导因子。

图3 Gli1/Gli2抑制剂GANT-61对Shh增强BMP9诱导的MSCs成骨分化的影响（原文中Figure 7）

总之，本研究揭示了Shh通过增强BMP9诱导的Smad1/5/8信号通路激活，显著促进了间充质干细胞的成骨分化，并加速了BMP9诱导的大鼠骨缺损修复。Shh和BMP9的联合应用可能为治疗骨折不愈合、延迟愈合和骨缺损等骨科疾病提供一种新的治疗策略。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304224001053

引用这篇文章：

Zhang L, Ji C, Li Z, et al. Sonic Hedgehog potentiates BMP9-induced osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Genes Dis. 2025;12(3):101308.