《Cell Proliferation》：Tunnelling Nanotube-Mediated Lysosome Sharing Promotes Osteocyte Survival via Transcellular Autophagy
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骨细胞是骨重塑的核心调控者，对维持骨稳态至关重要。骨细胞嵌入营养受限的矿化基质中，且寿命极长，累积应激显著，但其长期存活机制尚不明确。隧道纳米管(TNTs)是新近发现的细胞间连接结构，可长距离转运细胞器，参与应激适应。本研究首次在培养的骨细胞中明确鉴定出具有典
骨细胞是骨重塑的核心调控者，对维持骨稳态至关重要。骨细胞嵌入营养受限的矿化基质中，且寿命极长，累积应激显著，但其长期存活机制尚不明确。隧道纳米管(TNTs)是新近发现的细胞间连接结构，可长距离转运细胞器，参与应激适应。本研究首次在培养的骨细胞中明确鉴定出具有典型形态及骨细胞特异特征的TNTs。功能上，骨细胞TNTs介导膜结合 cargo（主要为溶酶体）的胞间转运。营养剥夺条件下，TNT形成及溶酶体转移均增强，补充应激骨细胞的溶酶体池。转移的溶酶体与累积的自噬体融合，恢复受损的自噬流并抑制凋亡。该保护作用依赖TNT完整性及完整的自噬流。尽管线粒体转移可被检测到，但未赋予可比的保护效应。研究揭示了TNT依赖的溶酶体共享所介导的跨细胞自噬通路，提出了骨细胞间此前未被认识的协同存活策略，为骨细胞生物学提供了新的概念框架，并为骨细胞凋亡及骨重塑障碍相关疾病的治疗提供了潜在方向。
本研究发表于《Cell Proliferation》，针对骨细胞在营养匮乏与长期应激环境下的存活机制展开探索。骨细胞占骨细胞总数的90%–95%，是骨重塑的核心调控者，但其深埋于矿化基质中，通过骨陷窝-小管系统(lacunar–canalicular system, LCS)进行通讯，营养供应有限；同时作为终末分化细胞，增殖能力极低，且可存活数十年，持续承受机械负荷、微损伤及激素波动等应激，其长期存活的分子机制尚未被完全阐明。现有已知的骨细胞内源性存活通路不足以解释其对持续应激的耐受能力，而骨细胞死亡是骨质疏松等多种骨病的关键诱因，因此揭示骨细胞特有的存活策略对理解骨稳态及疾病机制具有重要意义。研究人员假设，骨细胞可能通过隧道纳米管(tunnelling nanotubes, TNTs)这种新型细胞间连接实现保护性物质转运。
为验证这一假设，研究人员构建了多层次研究体系：利用小鼠MLO-Y4骨细胞样细胞系及原代小鼠、人骨细胞建立体外模型；采用C57BL/6J小鼠颅骨及长骨组织进行体内验证；通过共聚焦显微镜、扫描电镜、透射电镜进行结构表征；结合活细胞成像、荧光标记示踪、流式细胞术分析TNT动态及 cargo 转运；利用Transwell分隔培养、药物干预（细胞松弛素B抑制TNT形成、巴菲霉素A1阻断自噬流）明确机制特异性；并通过Western blot、凋亡检测评估功能效应。所有动物实验经吉林大学基础医学院伦理委员会批准，人颌骨样本经吉林大学口腔医院医学伦理委员会批准。
研究结果如下：
3.1 骨细胞间TNT的鉴定与基本特征
通过相差显微镜、共聚焦Z-stack成像及三维重建，在MLO-Y4细胞、原代小鼠及人骨细胞中均鉴定出符合标准的TNTs：F-肌动蛋白(F-actin)阳性、悬浮于培养基底上方、连接两个及以上细胞。TNT直径0.21–1.43 μm，长度1.12–128.95 μm，多为无分支直管；形成方式包括细胞脱离与突起延伸；细胞松弛素B抑制肌动蛋白聚合可减少TNT形成，证实其依赖F-actin动力学。
3.2 骨细胞TNT的特异特征
TNT主要连接骨细胞树突与树突或树突与胞体，胞体间连接仅占5.51%，且后者更粗更长。约21.94%的TNT末端富集间隙连接蛋白43(connexin 43, Cx43)，但与TNT直径及长度无关。氧化应激、血清饥饿及酸性环境均显著促进TNT形成，提示其为骨细胞对应激的适应性反应。
3.3 TNT介导骨细胞间膜结合 cargo 转运
DiD标记的膜结合 cargo 在共培养的细胞间高效转移，且依赖直接细胞接触而非间接分泌或Transwell分隔；活细胞成像捕捉到 cargo 沿TNT动态运输的过程；该现象在三维胶原培养及新生小鼠颅骨、成年小鼠骨组织的体内样本中均被证实。
3.4 TNT介导的膜结合 cargo 转移挽救细胞凋亡
血清饥饿的应激骨细胞通过TNT从健康细胞获得更多DiD+cargo；获得cargo的受体细胞凋亡率显著低于未获得者，体内骨组织中也观察到类似现象，证实TNT转运具有抗凋亡功能。
3.5 骨细胞通过TNT转移的主要 cargo 为溶酶体
DiD信号与溶酶体追踪剂(LysoTracker)在TNT中高度共定位；流式定量显示83.03%的应激受体细胞获得溶酶体，高于线粒体的71.63%；细胞松弛素B可阻断该转移，证实溶酶体是TNT介导的主要功能性 cargo。
3.6 TNT介导的溶酶体转移通过跨细胞自噬抑制凋亡
血清饥饿导致受体细胞自噬流阻滞（自噬体累积、p62及LC3-II水平升高，巴菲霉素A1无法进一步诱导累积）；获得溶酶体的受体细胞自噬流恢复（自噬体减少、自溶酶体增加，p62及LC3-II水平下降，巴菲霉素A1可再次诱导累积）；该恢复伴随凋亡率显著降低。抑制TNT形成或阻断自噬流均可消除保护作用，而线粒体转移无此效应，确立“溶酶体共享-跨细胞自噬”通路的存在。
讨论部分指出，本研究首次在培养的骨细胞中明确鉴定出TNTs，并发现其介导的溶酶体共享构成一种新型跨细胞自噬模式——不同于已报道的“自噬体转移”模式，骨细胞通过TNT直接提供功能性溶酶体以修复受体细胞的自噬缺陷。体内骨组织中观测到的F-actin阳性、携带 cargo 的管状结构支持TNT在体内骨陷窝-小管系统中的潜在存在，但需进一步技术验证其与树突的区分。骨细胞TNT的连接位点偏好、Cx43的末端富集特征提示其可能作为间隙连接的补充通讯方式。该机制为理解骨细胞在长期应激下的群体存活提供了新视角，也为靶向TNT-溶酶体-自噬轴的骨病治疗提供了理论基础。
研究结论：骨细胞通过TNTs实现溶酶体共享，激活跨细胞自噬以恢复应激条件下的自噬流并抑制凋亡，这是骨细胞维持长期存活的关键协同策略，为骨稳态维持及相关疾病干预提供了新方向。
