论文解读 | Baicheng He/Fang He教授团队揭示SIRT5通过稳定HIF-1α增强BMP9成骨诱导潜力的分子机制

骨形态发生蛋白9（BMP9）作为一种重要的成骨诱导因子，展现出强大的成骨潜力，有望用于骨组织工程。然而，BMP9诱导成骨的机制尚未完全明确。低氧诱导因子1（HIF-1）和去乙酰化酶5（SIRT5）均被报道可增强BMP9诱导的成骨分化，但HIF-1是否参与SIRT5促进BMP9成骨活性的机制尚不清楚。

重庆医科大学的Baicheng He/Fang He教授团队在本刊发表了题为“SIRT5 promotes the osteo-inductive potential of BMP9 by stabilizing the HIF-1 protein in mouse embryonic fibroblasts”的研究论文，探讨了SIRT5在增强小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）中BMP9成骨能力中的潜在作用，并解码了其背后的分子机制。

1 BMP9对SIRT5表达的影响及SIRT5对成骨标志物的调节作用

通过实时定量PCR和WB实验发现，BMP9显著提高了MEFs中SIRT5的表达水平。功能实验表明，SIRT5的过表达增强了BMP9诱导的成骨标志物，如RUNX2、碱性磷酸酶（ALP）活性和矿化作用（图1）。相反，沉默SIRT5则降低了这些成骨效应，表明SIRT5在调节BMP9的成骨潜力中发挥着关键的正向作用。

图1 SIRT5对BMP9诱导的成骨标志物在小鼠胚胎成纤维细胞中的影响（原文中Figure 2）

2 HIF-1在SIRT5增强BMP9成骨能力中的关键作用

BMP9提高HIF-1蛋白水平的能力被外源性SIRT5增强，而被SIRT5敲低所减弱。值得注意的是，SIRT5沉默后BMP9诱导的成骨标志物的降低大部分可以通过外源性HIF-1补充得以恢复。相反，沉默HIF-1则削弱了SIRT5提高BMP9诱导的成骨标志物水平的能力（图2）。骨缺损修复实验进一步证实了HIF-1在介导SIRT5促进BMP9成骨能力中的关键作用。

图2 SIRT5对BMP9诱导的成骨标志物在小鼠胚胎成纤维细胞中的影响（原文中Figure 5）

3 SIRT5通过调节HIF-1的修饰影响其稳定性和BMP9的成骨效应

SIRT5降低了HIF-1的乙酰化和丙二酰化水平，这可能增强了HIF-1的稳定性，并促进了BMP9的成骨效应。相反，SIRT5敲低则逆转了这些效应，并促进了HIF-1的降解。

图3 SIRT5和/或BMP9对小鼠胚胎成纤维细胞中HIF-1α降解的影响

总之，BMP9的成骨潜力可以通过SIRT5得到增强，这可能是通过减少HIF-1的乙酰化和丙二酰化修饰来稳定HIF-1实现的。总体而言，这项研究的发现为BMP9介导的成骨的分子调控提供了新的见解，并表明靶向SIRT5可能是增强骨组织工程用于临床应用的有前景的策略。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304225000522

引用这篇文章：

Liu L, Ye F, Jiang Y, et al. SIRT5 promotes the osteo-inductive potential of BMP9 by stabilizing the HIF-1α protein in mouse embryonic fibroblasts. Genes Dis. 2025;12(4):101563.