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成骨细胞和破骨细胞的功能平衡维系着骨量平衡。破骨细胞是承担骨吸收功能的主要细胞,活性受到微妙的调节和控制,其正调控因子受到了广泛的关注和研究,而负调控机制仍不清晰。我们用基因表达芯片技术筛选结合RNA干扰沉默基因表达、破骨细胞体外培养功能分析等方法,确定了Gnal3(G蛋白α亚基13,鸟苷酸结合蛋白α亚基13)和TANK为破骨细胞分化和活化的负调控因子。为了确认体外的实验结果,我们构建了Gna13破骨细胞前体细胞特异性敲除(Gna13f/fLysM-cre)和Gnal3破骨细胞特异性敲除的小鼠(Gnal3f/fCtsk-cre)。u-CT、X射线和组织学分析表明Gnal3条件性敲除小鼠骨质疏松,体内破骨细胞数目增加。Gnal3基因缺失促进破骨细胞的形成和融合、破骨细胞特异性基因的表达、F-肌动蛋白环的形成、组织蛋白酶K的分泌和骨吸收。进一步的研究表明,Gna13缺陷的破骨细胞前体细胞AKT磷酸化明显增强,其下游的GSK3β(Glycogen synthase kinase3(3)磷酸化也加强,NFATc1更多地在细胞核中分布。Gna13缺陷的破骨细胞c-src/Racl的活性也增强。进一步的,免疫共沉淀技术表明Gnal3与IA型P13K催化亚基p110α相互作用。另外的,破骨细胞前体细胞中Gna13功能增益阻断破骨细胞的融合、破坏F-actin ring的形成、减少Ctsk的分泌、抑制骨吸收功能、减少破骨细胞特异性基因的表达并减弱AKT活性。综上所述,Gna13通过调控AKT/GSK3β/NFATc1信号通路和c-Src/racl的活性负调节破骨细胞的活性。然后,我们通过构建和研究cbfβ间充质干细胞条件性敲除(Prxl Cbfβf/f)小鼠和cbfβ软骨细胞条件性敲除(Col2o1Cbfβf/f)小鼠发现Cbfp调控出生后小鼠的骨量平衡。Prx1Cbfβf/f和Col2a1Cbfβf/f小鼠存活至成年,但表现出严重的肢体畸形：生长板增殖区大大缩短,细胞排列混乱,生长板肥大区和骨小梁基本消失。一方面,Cbfβ调控了成骨细胞的分化；另一方面,Cbfβ通过调控Runx2转录活性和Ihh-PTHrP信号通路来调控生长板发育,从而促进骨小梁形成。研究结果表明,调控Gnal3和Cbfβ的表达,可发展成为一种治疗骨质疏松症和调控骨质平衡的新的技术方法。