華東師范大學教育部重點實驗室孫朋破譯影響青少年身高的基因密碼


近期,華東師范大學青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室孫朋副教授與我校上海市調控生物學重點實驗室開展合作研究,在青少年身高發育領域取得了重要突破,研究成果以“Regulation of body length and bone mass by Gpr126/Adgrg6”為題,2020年3月20日刊登于世界頂級學術期刊《科學》雜志子刊Science Advances上。該研究揭示了影響青少年身高的重要基因——G蛋白偶聯受體126(Gpr126/Adgrg6)的分子機制,并進一步尋找到潛在的治療青少年身高矮小的治療方案,有望解決因該基因突變而引起青少年身材矮小的世界性科學難題。


身高源于人體的縱向生長,與下肢和脊柱的長度密切相關。青少年是身高快速增長的關鍵時期,如果受到特定基因遺傳等生物信息的調控,將會影響正常的身高發育,部分會表現為身材矮小。目前,影響青少年身高的基因功能及其作用機制尚不清楚。該研究團隊通過篩選身材矮小人群的全基因組關聯分析(GWS)的相關結果,發現Gpr126與青少年的身高發育關系密切。該研究團隊結合骨發育過程中的不同骨細胞的特異性條件敲除Gpr126的小鼠模型進行研究,發現成骨細胞特異性敲除Gpr126的小鼠表現胚胎和出生后體長顯著降低。但是,在破骨細胞和軟骨細胞中條件敲除Gpr126的小鼠并未發現體型的明顯變化。Gpr126屬于粘附性G蛋白偶聯受體(GPCR)家族成員,具有7次跨膜α螺旋結構,且其肽鏈的C端和連接第5和第6個跨膜螺旋的胞內環上都有G蛋白(鳥苷酸結合蛋白)的結合位點。該研究團隊發現,在成骨細胞中Gpr126主要通過cAMP-CREB信號通路實現對骨代謝的調控,并闡明其在成骨細胞功能中的配體為細胞外基質IV型膠原,揭示了Gpr126基因在骨發育和骨重構過程中的重要功能。


孫朋等研究人員通過體內和體外實驗的研究,發現目前治療骨質疏松的上市藥物——特立帕肽(PTH(1-34)),能夠有效改善因Gpr126缺失而引起小鼠體長變短的表型。該研究的成果有望為該基因突變而引起的青少年身高矮小的世界科學難題,提供精準醫療的解決方案。


第一作者簡介

孫朋,博士,華東師范大學體育與健康學院、青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室副教授、碩士研究生導師。研究領域為骨代謝與運動干預、心血管健康與運動干預。2004年畢業于曲阜師范大學,獲學士學位;2009年畢業于遼寧師范大學,獲碩士學位;2012年畢業于華東師范大學,獲博士學位;2010—2012年留學于美國伊利諾伊大學香檳校區(聯合培養博士);2013年—2016年在上海市調控生物學重點實驗室從事博士后科研工作。在該研究領域內共主持國家級、省部級等各級課題共10余項目,在Sci Adv、J Bone Miner Res、J Cell Physiol、Bone Res、Med Sci Sports Exerc等各類學術期刊發表論文共50余篇,獲得國家發明專利2項,受邀擔任J Cell Physiol、Int J Sports Med、Eur J Appl Physiol、Plos One等雜志審稿專家。目前,為普通高等教育本科國家級規劃教材《運動解剖學》編委、中國運動解剖學會委員、美國心臟學學會(AHA)會員、美國運動醫學學會(ACSM)會員。

青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室

青少年健康評價與運動干預教育部重點實驗室2010年由教育部批準籌建,2011年6月通過建設計劃論證,2014年7月通過驗收,2019年9月通過評估。實驗室以促進學生身心健康、提高人口質量和全民健康水平為戰略目標;圍繞中國青少年健康素質下降、健康評價體系不完善、運動干預缺少技術規范的突出問題,通過交叉學科的成熟理論和技術,系統研究青少年健康素質的影響因素,揭示運動干預對青少年身心發展的演化規律、身心交互作用的影響及其機制,重新研制符合國際發展趨勢和時代背景的、適應中國青少年的健康評價指標體系、測試方法、實用常模,以及體育課堂內外學習和鍛煉行為量化分析系統,量身定制有助于增進青少年健康的運動干預技術標準或實施規范。主要研究方向:青少年體質健康信息的采集、篩選與綜合評價、青少年健康的運動干預機制、青少年體育行為與身心健康(體育教學行為量化分析)。



 
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