骨骼在破骨细胞与成骨细胞的共同作用下不断进行重塑，其中破骨细胞负责分解骨组织，而成骨细胞则负责生成新的骨组织。这些细胞都是从未成熟的前体细胞发育而来，因此控制它们的活动是治疗骨骼生长障碍的关键所在。
研究团队通过构建RANK的光激活形式，成功地在巨噬细胞中表达了名为Opto-RANK的光遗传蛋白。当这些巨噬细胞受到蓝光照射时，Opto-RANK被激活，使得巨噬细胞开始表现出破骨细胞的特征。
论文共同通讯作者Takao Nakata表示，以往的光遗传学技术主要关注于光激活目标分子来诱导或增强特定细胞功能，但尚未应用于成熟分化细胞。此次他们成功地将光遗传学工具应用于由前体细胞分化而来的破骨细胞，这是一个重要的突破。
实验结果显示，蓝光激活的巨噬细胞表现出破骨细胞的特征，如形成活性簇、招募关键分子TRAF6以及表达成熟破骨细胞特有的基因。此外，这些巨噬细胞还形成了许多小坑，这是成熟破骨细胞分解骨组织的一个重要标志。
Nakata进一步指出，Opto-RANK在蓝光激活下可以诱导巨噬细胞分化为破骨细胞，并刺激局部骨吸收。这一发现为骨病治疗提供了新的策略，可以实现对骨骼重塑过程的精确控制。
值得一提的是，蓝光激活Opto-RANK的活性具有高度可控性，这使得它成为细胞疗法的有力工具。未来，这项技术有望应用于治疗异常钙化疾病、牙齿矫正问题等多种骨病领域。此外，由于RANK信号还涉及免疫、体温调节和肿瘤发生等其他重要功能，因此Opto-RANK的潜在应用可能超出骨生物学的范畴，为更多疾病的治疗提供新的思路。
