MAFB基因突变通过调控破骨细胞发育导致骨质溶解综合征的机制研究
批准号:
81873984
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郁婷婷
依托单位:
学科分类:
H06.运动系统
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李玉婵、姚如恩、李牛、陈玉琳、宋利利、胡旭昀、胥雨菲
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中文摘要
多发性腕骨跗骨骨质溶解综合征(MCTO)是以骨骼进行性破坏为特征的遗传性骨病,由转录因子MAFB转录激活结构域错义突变所致,相应分子发病机制仍未知。MAFB参与破骨细胞发育调控,是OPG/RANKL/RANK信号通路的负调控因子。课题组前期对MCTO患者的临床表型和基因型进行了系统分析,体外实验发现MAFB转录激活结构域错义突变并未影响其对OPG/RANKL/RANK信号通路的负调控作用。推测该结构域的错义突变可能以功能获得性机制促进破骨细胞前体细胞生成。本项目拟构建Mafb突变小鼠模型以及MCTO患者特异性诱导多能干细胞向破骨细胞定向分化的细胞模型,分析MCTO病理生理过程以及MAFB突变对破骨细胞发育和活性的影响,利用组学和分子生物学手段研究突变MAFB的作用靶点。以期阐明MCTO的分子发病机制,为该病靶向治疗奠定基础,并为破骨细胞异常相关骨病的发病机理及治疗研究提供新思路。
英文摘要
Multicentric carpotarsal osteolysis syndrome (MCTO) is a genetic skeletal disorder characterized by the progressive destruction of bone. It is caused by the missense mutations in the transactivation domain of the transcription factor MAFB. However,the molecular pathogenesis of MCTO remains unknown. MAFB is a negative regulator of the OPG/RANKL/RANK pathway and involves in the regulation of the osteoclast development. A systematic analysis of the phenotypes and genotypes of MCTO patients was conducted in our preliminary work.In vitro experiments showed that the missense mutations of the MAFB transactivation domain did not affect its negative regulation of OPG/RANKL/RANK pathway. It is hypothesized that the missense mutations of the MAFB transactivation domain may promote the formation of preosteoclast through the mechanism of gain of function. In this project, a Mafb mutant mouse model will be constructed. The induced pluripotent stem cells from MCTO patients will be established and differentiated into osteoclasts. The pathophysiological process of MCTO and the effects of MAFB mutation on the development and activity of osteoclasts will be studied. Omics-based methods combined with molecular biotechnology will be utilized to explore the target of the mutant MAFB. Thus we will elucidate the molecular mechanisms of MCTO, lay the foundation for the development of MCTO targeted therapy and provide new insights into the research of the pathogenesis and treatment of the skeletal disorders associated with abnormal osteoclasts.
多发性腕骨跗骨骨质溶解综合征(MCTO)是以骨骼进行性破坏为特征的遗传性骨病,由转录因子MAFB转录激活结构域错义突变所致,相应分子发病机制仍未知,缺乏有效治疗手段。本项目对MCTO患者表型与基因型进行了系统研究;构建了Mafb转录激活结构域p.S69L突变小鼠模型,并进行表型分析;检测了MAFB突变对其蛋白表达与功能等的影响;解析了MAFB突变对破骨细胞和成骨细胞分化的调控与分子机制。研究发现,MCTO患者存在骨骼与肾脏受累表型,患者骨代谢十分活跃,存在不同程度骨质疏松,患者均携带MAFB转录激活结构域热点突变。Mafb p.S69L突变小鼠模型再现了MCTO患者骨量减少以及肾脏损害表型。MAFB转录激活结构域突变阻碍了MAFB蛋白磷酸化修饰,导致MAFB蛋白不能通过泛素化途径进行降解,从而稳定性增强;突变不影响MAFB蛋白在细胞内的表达定位;荧光素酶报告基因实验显示,突变导致MAFB转录激活结构域调控活性下调。病理分析显示Mafb突变小鼠骨组织中破骨细胞增多;体外分化实验显示,MAFB突变导致破骨细胞分化减少;破骨细胞前体细胞数以及破骨细胞前体细胞增殖能力不受MAFB突变影响;小鼠骨髓原代细胞单细胞转录组测序显示,纯合突变小鼠单核细胞中破骨细胞分化下调;免疫共沉淀实验显示,突变不影响MAFB蛋白与MITF、c-Fos、NFATc1的相互结合;荧光素酶报告基因实验显示,突变MAFB不影响其对RANKL信号通路的负性调控作用。钙黄绿素荧光双标实验显示,Mafb突变小鼠骨形成加速;体外分化实验显示,MAFB突变导致成骨细胞分化亢进;小鼠模型股骨干转录组测序显示MAFB突变影响BMP、Wnt、TGFβ、Hippo、Hedgehog等多条信号通路;免疫共沉淀实验显示,MAFB突变蛋白可与GSK3相互结合。本项目研究结果显示,MAFB热点突变不仅影响了破骨细胞的正常分化,并对成骨细胞分化也产生了干扰,从而打破了骨代谢的平衡;突变阻碍了MAFB蛋白磷酸化修饰从而使得MAFB异常增多是导致MCTO的关键分子基础,提示下调MAFB表达水平可能起到治疗作用。本项目阐明了MAFB突变导致骨骼溶解的机制,为MCTO靶向治疗方法的研发提供了依据。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:doi: 10.1007/s12031-019-01465-y. [Epub ahead of print]
发表时间:2020
期刊:J Mol Neurosci.
影响因子:--
作者:Ruen Yao;Yi Zhang;Jie Liu;Jiwen Wang;Yufei Xu;Niu Li;Jian Wang;Tingting Yu
通讯作者:Tingting Yu
Clinical and Molecular Characterization of Three Novel ARHGEF9 Mutations in Patients with Developmental Delay and Epilepsy
发育迟缓和癫痫患者中三种新的 ARHGEF9 突变的临床和分子特征。
DOI:10.1007/s12031-019-01465-y
发表时间:2020-01-15
期刊:JOURNAL OF MOLECULAR NEUROSCIENCE
影响因子:3.1
作者:Yao, Ruen;Zhang, Yi;Yu, Tingting
通讯作者:Yu, Tingting
Zebrafish mafbb Mutants Display Osteoclast Over-Activation and Bone Deformity Resembling Osteolysis in MCTO Patients.
斑马鱼 mafbb 突变体在 MCTO 患者中表现出破骨细胞过度激活和类似于骨溶解的骨畸形
DOI:10.3390/biom11030480
发表时间:2021-03-23
期刊:Biomolecules
影响因子:5.5
作者:Han Y;Shao W;Zhong D;Ma C;Wei X;Ahmed A;Yu T;Jing W;Jing L
通讯作者:Jing L
TRPS1 mutation detection in Chinese patients with Tricho-rhino-phalangeal syndrome and identification of four novel mutations.
中国毛鼻-指骨综合征患者TRPS1突变检测及4个新突变的鉴定
DOI:10.1002/mgg3.1417
发表时间:2020-10
期刊:Molecular genetics & genomic medicine
影响因子:2
作者:Wang C;Xu Y;Qing Y;Yao R;Li N;Wang X;Yu T;Wang J
通讯作者:Wang J
线粒体丝氨酰-tRNA合成酶基因突变导致新型HUPRA综合征的分子机制研究
- 批准号:82171849
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2021
- 负责人:郁婷婷
- 依托单位:
抗凝血酶Leu99氨基酸位点突变对其功能影响的研究
- 批准号:81000207
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:郁婷婷
- 依托单位:
国内基金
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