뼈세포의 연결 단백질이 없으면 뼈의 안쪽과 바깥쪽 변화도 달랐을까요?

상세 설명

코넥신 43(Cx43)은 골세포가 다른 세포 및 세포외 환경과 소통하도록 돕는다. 또한 조골세포의 신호 전달과 유전자 발현을 조절한다.

이 실험 연구에서는 조골세포와 골세포에서 Cx43이 결핍된 생쥐, 또는 골세포에서만 Cx43이 결핍된 생쥐를 조사했다. 후자는 Cx43(ΔOt) 생쥐로 불린다. 이 생쥐들에서는 골세포의 세포자멸사(예정된 세포 죽음), 피질골 안쪽 표면에서 일어나는 골흡수, 골막 쪽 바깥 표면의 골형성이 증가했다. 그 결과 대퇴골 골간 중앙부에서 측정한 골수강 면적과 전체 조직 면적이 커졌다.

골흡수를 차단하자 골수강 면적의 증가는 되돌려졌지만, 전체 조직 면적의 증가는 되돌려지지 않았다. 이는 피질골 안쪽 표면의 골흡수와 골막 쪽 표면에 뼈가 덧붙는 골첨가가 서로 독립적으로 조절됨을 보여주었다.

연구진은 세포자멸사 중인 골세포, 골세포의 단백질 발현, 골흡수 및 골형성을 해부학적 위치별로 지도화했다. 이 결과는 Cx43이 피질골의 특정 부위에 있는 골세포에서 오스테오프로테게린과 스클레로스틴의 수준을 조절하여, 각각 파골세포와 조골세포의 활성을 제어할 가능성을 시사했다.

Cx43(ΔOt) 생쥐에서는 골세포가 자리하는 작은 공간인 골소강이 비어 있는 경우와 오스테오프로테게린이 없는 살아 있는 골세포가 피질골 전반에 분포했다. 반면 세포자멸사 중인 골세포는 파골세포가 있는 부위에 주로 위치했다. 이는 파골세포를 불러 모으는 데 죽어가는 골세포의 능동적인 신호 전달이 필요함을 시사했다.

연구진은 배양한 골세포에서도 Cx43을 삭제했다. 그 결과 세포자멸사가 증가하고 오스테오프로테게린 발현이 감소했다.

저자들은 생체 내와 시험관 내 모두에서 Cx43이 세포 자율적으로 골세포의 생존에 필수적이며, 파골세포와 조골세포 기능에 영향을 주는 골세포 유전자의 발현을 조절하는 데에도 필수적이라고 결론지었다.