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本研究的主要作者包括Emily T. Camilleri、Amel Dudakovic、Scott M. Riester等，他们来自Mayo Clinic的骨科外科、分子药理学与实验治疗学以及生物化学与分子生物学等多个部门。其他合作机构还包括Medical College of Georgia、Jesse Brown Veterans Affairs Medical Center以及University of Twente等。该研究于2018年10月16日发表在《Journal of Biological Chemistry》上，DOI为10.1074/jbc.RA118.003909。
本研究的主要科学领域是表观遗传学和骨骼发育，特别是组蛋白甲基转移酶EZH2在软骨细胞分化和软骨内骨化中的作用。EZH2是Polycomb抑制复合物2（PRC2）的催化亚基，负责组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化（H3K27me3），从而通过染色质压缩抑制基因表达。已有研究表明，EZH2在胚胎发育和骨骼形成中起重要作用，但其在软骨细胞谱系分化中的具体功能尚不明确。本研究旨在通过遗传学手段在小鼠中特异性敲除EZH2，探究其在软骨细胞分化和软骨内骨化中的作用。
本研究分为以下几个主要步骤：
基因敲除小鼠模型的构建
研究使用Prrx1-Cre、Osx1-Cre和Col2a1-Cre三种驱动因子，分别在间充质祖细胞、成骨祖细胞和软骨细胞中特异性敲除EZH2。通过组织学、显微CT成像和RNA测序（RNA-seq）等方法对野生型（WT）和条件性敲除（CKO）小鼠进行表型评估。
软骨细胞微团培养模型的建立与分析
从新生小鼠中分离未成熟软骨细胞（IMCs），并在微团培养条件下进行分化实验。通过RNA-seq、组织学评估和Western blotting分析EZH2敲除对软骨细胞分化的影响。
骨骼发育与骨密度的评估
对EZH2敲除小鼠和对照组小鼠进行骨骼发育评估，包括整体形态、组织学和显微CT成像分析。特别关注了4周龄和8周龄小鼠的骨密度变化。
转录组分析与功能注释
通过RNA-seq分析EZH2敲除对软骨细胞基因表达谱的影响，并使用DAVID生物信息学工具进行功能注释，重点关注与骨生成相关的基因。
关节炎早期变化的筛查
对6月龄小鼠进行X射线和显微CT分析，评估EZH2敲除是否导致早期骨关节炎的发生。
EZH2敲除对骨骼发育的影响
研究发现，EZH2在软骨细胞中的敲除并未导致明显的骨骼发育缺陷。尽管在4周龄时观察到骨密度降低，但这种表型在成年期恢复正常。这表明EZH2在软骨细胞成熟和软骨内骨化过程中并非必需。
EZH2敲除对软骨细胞分化的影响
在微团培养模型中，EZH2敲除导致H3K27me3水平显著降低，并改变了软骨细胞的分化状态。RNA-seq分析显示，EZH2敲除的软骨细胞中骨生成相关基因（如IBSP、BGLAP和WNT16）表达上调。
转录组分析与功能注释结果
功能注释分析表明，EZH2敲除显著富集了与骨生成相关的功能类别，如“骨发育”和“钙信号通路”。这些结果支持EZH2在抑制软骨细胞向骨生成方向分化中的作用。
关节炎早期变化的筛查结果
对6月龄小鼠的X射线和显微CT分析未发现EZH2敲除导致早期骨关节炎的证据，表明EZH2在保护成熟关节软骨功能方面并非关键。
本研究表明，EZH2在软骨细胞中的敲除导致H3K27me3水平降低，并促进骨生成相关基因的表达，但对正常软骨细胞成熟和软骨内骨化过程影响有限。EZH2在间充质祖细胞中的功能更为关键，而在谱系特化的软骨细胞中则显得相对次要。这一发现为理解EZH2在骨骼发育中的角色提供了新的视角，并为开发针对骨骼疾病的表观遗传疗法提供了理论依据。
重要发现
EZH2在软骨细胞中的敲除并未显著影响骨骼发育，但促进了骨生成相关基因的表达。这表明EZH2在软骨细胞分化中主要起抑制作用。
方法学创新
本研究通过多种遗传学工具（Prrx1-Cre、Osx1-Cre和Col2a1-Cre）在小鼠中特异性敲除EZH2，并结合RNA-seq和功能注释分析，全面评估了EZH2在骨骼发育中的作用。
研究对象的特殊性
本研究首次系统评估了EZH2在软骨细胞谱系分化中的功能，填补了该领域的研究空白。
本研究还探讨了EZH2与其他表观遗传调控因子（如EZH1）的潜在冗余功能，为进一步研究表观遗传调控在骨骼发育中的作用提供了方向。此外，研究结果提示EZH2抑制剂可能通过促进骨生成和抑制骨吸收的双重机制，成为治疗骨质疏松症的潜在药物靶点。
这篇研究通过系统的实验设计和全面的数据分析，揭示了EZH2在软骨细胞分化中的具体功能，为骨骼发育和疾病的表观遗传调控研究提供了重要的科学依据。