小鼠破骨细胞生成过程中骨硬化症相关蛋白SNX10、OSTM1与CLC-7的分子与功能相互作用

骨吸收破骨细胞（OCLs）是由单核-巨噬细胞前体经过严格调控的分化和细胞融合形成的大型多核细胞。OCL介导的骨吸收异常增加或减少会扰乱骨骼结构和稳态，并可能导致严重疾病，如骨质疏松症和常染色体隐性遗传性骨硬化症（ARO）。与细胞内运输相关的蛋白分选连接蛋白10（SNX10）的突变会导致“OCL丰富型”ARO，其OCLs无活性。与成熟的野生型OCLs在成熟后停止相互融合不同，成熟的SNX10缺陷型小鼠OCLs在体外和体内持续融合形成巨大细胞，表明SNX10对OCLs的吸收活性和成熟时细胞融合的停止都是必需的。构成溶酶体电压门控Cl-/H+交换器的CLC-7和OSTM1的突变，在小鼠模型和人类中也诱导了OCL丰富型ARO，并与大型OCLs的存在相关。在本研究中，我们通过比较缺乏这些蛋白之一的小鼠OCLs培养物的表型，探讨了SNX10、CLC-7和OSTM1之间的分子相互作用。我们发现，每种蛋白的缺失都会导致培养物中形成类似的巨大OCLs，这是由于成熟OCLs之间以相似动力学进行的不受调控的融合所致。所有3种蛋白在成熟的野生型OCLs的核周和周边区域的LAMP1阳性溶酶体中共同定位。SNX10-KO OCLs含有CLC-7和OSTM1的周边溶酶体很少，表明SNX1是调节它们向细胞周边运输所必需的。CLC-7和SNX10物理相互作用，且CLC-7的缺失耗尽了含有OSTM1的周边溶酶体，表明CLC-7也是这种运输所必需的。综上所述，这些发现表明SNX10和CLC-7调控含有CLC-7和OSTM1的溶酶体的亚细胞分布，从而在这3种蛋白之间建立了一种功能联系，共同控制成熟OCLs的融合和功能。