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南方科技大学稳态医学研究院王松灵院士团队/陈默研究员团队最新研究：Pip5k1a通过调控小鼠骨生成影响下颌骨稳态
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生命体在分子、细胞、组织器官、机体多层面及机体与环境之间，均依赖动态的时空稳态调控机制。在机体稳态网络中，下颌骨作为颅面骨骼的重要组成部分，其稳态依赖局部间充质干细胞（MSCs）的定向分化平衡。尽管骨骼稳态的调控机制已有较多研究，但下颌骨与四肢骨在发育起源（神经嵴 vs. 中胚层）和微环境方面的差异，决定了其调控机制存在显著区位特异性。近年来，磷酸肌醇（Phosphoinositide, PIP）信号通路在骨代谢中的作用逐渐受到关注，然而其在下颌骨稳态中的作用仍属未知。
近日，南方科技大学稳态医学研究院王松灵院士团队与陈默研究员团队合作，在《Oral Science and Homeostatic Medicine》发表最新研究：Pip5k1a regulates mandibular homeostasis by orchestrating osteogenesis in mice，首次揭示磷酸肌醇激酶Pip5k1a作为下颌骨间充质干细胞（MdMSCs）成骨分化的关键调控因子，其机制不同于已知的肢体骨调控因子Pip5k1c，为颌骨特异性代谢疾病的精准治疗提供新靶点。
一、单细胞转录组揭示下颌骨与四肢骨MSCs显著差异
研究团队通过对GEO数据库中下颌骨与四肢骨的单细胞转录组数据（GSE295106、G150291、GSE287729）进行整合分析，发现：
下颌骨MSCs（MdMSCs）高表达成骨相关基因（如Bmp1/2/3, Smad7, Tgfb1/2）；
四肢骨MSCs（LbMSCs）则富集血管生成与IGF转运相关通路；
下颌骨中存在一类Cd24a+ MSCs亚群，其在四肢骨中几乎缺失，提示其可能为颌骨特有干细胞。
二、Pip5k1a在下颌骨中特异性高表达且富集于成骨谱系
通过免疫组化与转录组联合分析发现：
Pip5k1a在下颌骨骨膜与内膜区域显著高表达；
其同家族分子Pip5k1c在四肢骨中表达更高，而Pip4k2a虽在下颌骨中也有表达，但因底物丰度低（PtdIns5P ≪ PtdIns4P），其功能贡献可能远小于Pip5k1a。
三、功能实验证实Pip5k1a是成骨-成脂分化的“分子开关”
使用特异性抑制剂ISA-2011B抑制Pip5k1a后，MdMSCs的ALP活性和矿化能力显著降低，成骨基因（Runx2, Sp7, Bglap等）表达下降；
与此同时，脂肪分化能力增强，脂滴积累增多，成脂基因（Pparγ2, Fabp4等）表达上调；
在四肢骨MSCs中同样可见类似趋势，但效应远不及下颌骨明显，凸显Pip5k1a在颌骨中的核心地位。
四、学术意义与未来展望
这项研究不仅揭示了下颌骨与四肢骨在干细胞调控机制上的差异，还提出了部位特异性的骨稳态分子机制概念。未来，基于Pip5k1a的精准干预策略，或许能为颌骨疾病治疗与骨再生医学带来新思路。
五、致谢
本研究由国家自然科学基金（32400577、82030031等）、广东省基础与应用基础研究基金、深圳市医学研究专项基金、深圳市基础研究专项基金、北京市实验室口腔健康项目等资助。南方科技大学医学院稳态医学研究院高级研究学者周波，南方科技大学医学院博士生冯瑶为本文共同第一作者。南方科技大学稳态医学研究院王松灵院士和陈默研究员为本文共同通讯作者。
文章信息
Zhou B, Feng Y, Liang J, et al. Pip5k1a regulates mandibular homeostasis by orchestrating osteogenesis in mice. Oral Science and Homeostatic Medicine, 2025, https://doi.org/10.26599/OSHM.2025.9610026
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