近期，中科院合肥研究院智能所離子束生物工程與綠色農業研究中心鄭之明研究員課題組在維生素K2提升骨骼健康方面研究取得進展，發現一種維生素K2納米顆粒可有效促進成骨細胞分化。相關研究成果以“A study of hydrophobins modified menaquinone-7 on osteoblastic cells differentiation”為題發表于期刊Molecular and Cellular Biochemistry。

      骨質疏松癥是一種常見的衰弱性骨骼疾病，其特征是骨量減少和骨結構退化，主要是由成骨細胞的骨形成和破骨細胞的骨吸收之間的平衡被打亂造成的。當骨吸收超過骨形成時，就會導致低骨密度和增加骨折的風險，引起骨質疏松。維生素K2是谷氨酸γ-羧化酶的輔酶，能夠將維生素K依賴蛋白—骨鈣素和基質γ-羧化谷氨酸殘基蛋白中的谷氨酸殘基羧化，經過羧化后形成γ-羧化骨鈣素，促進骨形成，具有治療骨質疏松的潛力。但是維生素K2作為脂溶性維生素很難在體內達到峰濃度，并且脂溶性維生素主要貯存于肝臟部位，有局部過量的風險。

       為了提高維生素K2的生物利用度，本研究利用兩親性載體蛋白對維生素K2進行親水改性。通過優化載體蛋白與維生素K2（MK7）的混合摩爾比例，獲得了在水溶液中均勻分散的球狀納米顆粒。將該維生素K2顆粒作用于MC3T3-E1細胞后發現，成骨細胞標志物堿性磷酸酶（ALP）、骨鈣素、OPG/RANKL的表達均顯著上調，細胞外礦化結節的形成也明顯被加強，說明該維生素K2顆粒可有效促進成骨細胞分化。

       該研究結果也為維生素K2治療骨質疏松的制劑開發提供了新線索。

　　博士生唐恒芳為文章的第一作者，鄭之明研究員、王鵬副研究員為文章的通訊作者，該項研究獲得國家重點研發計劃、安徽省重大專項、安徽省重點研發計劃等項目的資助。

　　文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11010-021-04062-z。 

　　圖1 載體蛋白對維生素K2進行親水改性并促進成骨細胞分化的示意圖 

　　圖2 成骨細胞分化相關標志物的檢測