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Rho GTPases在破骨细胞骨吸收过程中的作用及分子机理
结题报告
批准号:
31502128
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
宋瑞龙
依托单位:
学科分类:
C1809.临床兽医学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱家桥、王东、刘伟、孙自强、罗通旺
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中文摘要
破骨细胞骨架的高度重组和介导作用是细胞迁移、极化和膜泡运输的基础,决定着其骨吸收功能,Rho GTPases家族是其主要的调节因子。申请者发现,在破骨细胞骨吸收过程中细胞骨架发生剧烈改变,并伴随Rho GTPases转录水平的规律性变化,但Rho GTPases在骨吸收中的作用机制尚未明确。本项目首先通过M-CSF和RANKL诱导小鼠骨髓细胞产生成熟的破骨细胞,然后利用Rho GTPases慢病毒过表达或干扰载体转染此细胞,采用扫描电镜和Western blot检测对其骨吸收的影响,筛选出影响骨吸收的Rho GTPases。在此基础上,采用电镜、超分辨率激光共聚焦显微镜、Western blot等研究其对细胞骨架的影响及对破骨细胞迁移、极化和膜泡运输中关键蛋白的表达和分布的调控,揭示Rho GTPases家族通过调控细胞骨架,进而影响破骨细胞骨吸收功能的分子机理。
英文摘要
The recombination and mediation of cytoskeleton is the base of osteoclast polarization, migration and vesicular transport, it plays decisive role of the bone resorption. Rho GTPases family is a major regulator of cytoskeletal. Applicants finds that cytoskeleton changes drastically during cell maturation and bone resorption, accompanying with regular variation of Rho GTPases. However, the role of Rho GTPases in this process has not yet been defined explicitly. The mature osteoclasts are induced from the mouse bone marrow cells by M-CSF and RANKL, and then it makes use of the lentiviral vector overexpression or interference vector transfection cells. Through scanning electron microscope and Western blot, we filter the Rho GTPases which affecting bone resorption. On this basis, the project detects the changes of the key protein expression and distribution in the influence on osteoclasts cytoskeleton, migration, polarization,vesicular trafficking by electron microscope, Ultra-high resolution laser scanning confocal microscopy, Western blot etc. This project will illuminate its molecular mechanism by reveling the fact that Rho GTPases regulate the cytoskeleton to affect the process of osteoclasts migration, polarization and vesicular trafficking.
破骨细胞具有独特的骨吸收活性,破骨细胞骨架的高度重组和介导作用是细胞迁移、极化和膜泡运输的基础,决定着其骨吸收功能。RhoGTPases在细胞骨架的重组过程中发挥着极其重要的作用。尽管如此,RhoGTPase在破骨细胞分化和骨吸收的作用机制尚未清楚。本项目首先通过破骨细胞生成和抑制实验筛选出潜在的关键Rho GTPases基因Cdc42、RhoBTB1、RhoU和Rnd2。然后通过慢病毒干扰,筛选出稳转株。一方面检测了此过程中四种基因沉默经细胞骨架对细胞的黏附、迁移和融合的影响,并检测了F-actin与tubulin、p-cofilin的共定位和表达情况,以及DC-STAMP、pyk2、src、整合素、cofilin、pak2以及paxillin等基因的转录表达情况,揭示了其经微丝影响破骨细胞黏附、迁移和融合的分子机理。另一方面我们又检测了四种RhoGTPases沉默对破骨细胞分化和骨吸收中溶酶体和自噬小体、自噬溶酶体形成和运输的影响,检测了tubulin与α-tubulin、LC3、kinesin、dynamin2等蛋白的共定位与表达情况,并检测了vinculin、DIAPH2、DIAPH3、PTK2等基因的转录表达情况,揭示了其经tubulin影响破骨细胞膜泡运输的分子机制。总之,本研究的完成明确了RhoU、RND2、CDC42、RhoBTB1经细胞骨架对破骨细胞及前体细胞黏附、迁移、融合以及膜泡运输的影响,阐明了其作用的分子机制。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Caspase-Dependent and Caspase-Independent Pathways Are Involved in Cadmium-Induced Apoptosis in Primary Rat Proximal Tubular Cell Culture.
Caspase 依赖性和 Caspase 独立途径参与原代大鼠近端肾小管细胞培养中镉诱导的细胞凋亡
DOI:10.1371/journal.pone.0166823
发表时间:2016
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Liu G;Zou H;Luo T;Long M;Bian J;Liu X;Gu J;Yuan Y;Song R;Wang Y;Zhu J;Liu Z
通讯作者:Liu Z
1-alpha,25-dihydroxyvitamin D-3 potentiates avian osteoclast activation by increasing the formation of zipper-like structure via Src/Rac1 signaling
1-α,25-二羟基维生素 D-3 通过 Src/Rac1 信号传导增加拉链样结构的形成,从而增强禽类破骨细胞的激活
DOI:10.1016/j.bbrc.2018.05.048
发表时间:2018
期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子:3.1
作者:Wang Dong;Gu Jian-Hong;Feng Ling-Ling;Tong Xi-Shuai;Song Rui-Long;Zhao Hong-Yan;Bian Jian-Chun;Liu Xue-Zhong;Yuan Yan;Liu Zong-Ping
通讯作者:Liu Zong-Ping
Osteoprotegerin inhibit osteoclast differentiation and bone resorption by enhancing autophagy via AMPK/mTOR/p70S6K signaling pathway in vitro
体外保护骨素通过 AMPK/mTOR/p70S6K 信号通路增强自噬,抑制破骨细胞分化和骨吸收。
DOI:10.1002/jcb.27468
发表时间:2019-02-01
期刊:JOURNAL OF CELLULAR BIOCHEMISTRY
影响因子:4
作者:Tong, Xishuai;Gu, Jianhong;Liu, Zongping
通讯作者:Liu, Zongping
CaMKII mediates cadmium induced apoptosis in rat primary osteoblasts through MAPK activation and endoplasmic reticulum stress
CaMKII 通过 MAPK 激活和内质网应激介导镉诱导的大鼠原代成骨细胞凋亡
DOI:10.1016/j.tox.2018.06.002
发表时间:2018-08-01
期刊:TOXICOLOGY
影响因子:4.5
作者:Liu, Wei;Xu, Chao;Liu, Zongping
通讯作者:Liu, Zongping
Beclin-1-mediated Autophagy Protects Against Cadmium-activated Apoptosis via the Fas/FasL Pathway in Primary Rat Proximal Tubular Cell Culture.
在原代大鼠近端肾小管细胞培养中,Beclin-1 介导的自噬通过 Fas/FasL 途径防止镉激活的细胞凋亡
DOI:10.1038/s41598-017-00997-w
发表时间:2017-04-20
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Liu G;Yuan Y;Long M;Luo T;Bian J;Liu X;Gu J;Zou H;Song R;Wang Y;Wang L;Liu Z
通讯作者:Liu Z
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