Glucose Uptake and Runx2 Synergize to Orchestrate Osteoblast Differentiation and Bone Formation.
Glucose Uptake and Runx2 Synergize to Orchestrate Osteoblast Differentiation and Bone Formation.
复制标题
DOI：
10.1016/j.cell.2015.05.029
复制
发表时间：
2015-06-18
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Karsenty G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wei J;Shimazu J;Makinistoglu MP;Maurizi A;Kajimura D;Zong H;Takarada T;Lezaki T;Pessin JE;Hinoi E;Karsenty G
骨基质的主要成分I型胶原的合成先于Runx2的表达，而Runx2是成骨细胞分化的最早决定因素。我们假设成骨细胞的能量需求可以解释这种明显的矛盾。我们在这里表明，葡萄糖，成骨细胞的主要营养物质，是通过Glut1在这些细胞中运输的，Glut1的表达先于Runx2。葡萄糖摄取通过抑制AMPK依赖性的Runx2蛋白酶体降解促进成骨细胞分化，并通过抑制AMPK的另一功能促进骨形成。当葡萄糖摄取受损时，Runx2不能诱导成骨细胞分化，升高血糖水平可恢复Runx2缺失成骨细胞的胶原合成，并启动Runx2缺失胚胎的骨形成。此外，Runx2有利于Glut1的表达，这种Runx2和Glut1之间的前反馈调节决定了发育过程中成骨细胞分化的开始以及整个生命过程中骨形成的程度。这些结果揭示了骨和葡萄糖代谢之间意想不到的复杂性。
The synthesis of Type I collagen, the main component of the bone matrix, precedes the expression of Runx2, the earliest determinant of osteoblast differentiation. We hypothesized that the osteoblast's energetic needs might explain this apparent paradox. We show here that glucose, the main nutrient of osteoblasts, is transported in these cells through Glut1 whose expression precedes that of Runx2. Glucose uptake favors osteoblast differentiation by suppressing the AMPK-dependent proteasomal degradation of Runx2 and promotes bone formation by inhibiting another function of AMPK. While Runx2 cannot induce osteoblast differentiation when glucose uptake is compromised, raising blood glucose levels restores collagen synthesis in Runx2-null osteoblasts and initiates bone formation in Runx2-deficient embryos. Moreover, Runx2 favors Glut1 expression, and this feed-forward regulation between Runx2 and Glut1 determines the onset of osteoblast differentiation during development and the extent of bone formation throughout life. These results reveal an unexpected intricacy between bone and glucose metabolism.
登录
查看更多内容
影响因子：
2.5
作者：
CHAPPARD, D;PALLE, S;RIFFAT, G
通讯作者：
RIFFAT, G
影响因子：
3.9
作者：
Tessa, Alessandra;Salvi, Sergio;Santorelli, Filippo M
通讯作者：
Santorelli, Filippo M
影响因子：
4.6
作者：
Yu, K;Xu, JS;Ornitz, DM
通讯作者：
Ornitz, DM
影响因子：
64.5
作者：
Lee, Na Kyung;Sowa, Hideaki;Karsenty, Gerard
通讯作者：
Karsenty, Gerard
Osf2/Cbfa1：成骨细胞分化的转录激活因子
影响因子：
64.5
作者：
Ducy, P;Zhang, R;Karsenty, G
通讯作者：
Karsenty, G