钙离子通道蛋白TRPV6介导硫化氢抑制破骨细胞骨吸收作用及机制研究
批准号:
82102624
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
马骏
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
马骏
中文摘要
骨质疏松症是严重危害中老年健康的常见疾病,破骨细胞骨吸收功能异常是其重要致病因素。硫化氢(H2S)具有抑制破骨细胞骨吸收作用,但机制不明。新近研究表明,对钙离子通道的硫巯基化修饰是H2S发挥生物学效应的重要途径。申请者前期发现钙离子通道蛋白TRPV6是破骨细胞RANK/RANKL轴上重要的钙信号调控因子,基因沉默TRPV6能明显减弱H2S对破骨细胞骨吸收的抑制作用,进一步研究发现H2S可显著增高破骨细胞内钙离子浓度。因此,我们推测H2S对破骨细胞骨吸收的抑制作用与钙信号有关,TRPV6可能是H2S调控破骨细胞骨吸收的重要靶点。为验证这一假说,本课题通过体内和体外实验,结合分子生物学及生物信息学技术,拟①明确TRPV6介导H2S对破骨细胞骨吸收的抑制作用;②阐明H2S通过硫巯基化修饰调节TRPV6离子通道活性,促进钙离子内流,抑制破骨细胞骨吸收的分子机制。以期为治疗骨质疏松提供新思路。
英文摘要
Osteoporosis is a common disease that risks the health of middle-aged and elderly population.Osteoclastic-mediated bone resorptive dysfunction is an important pathogenic factor of osteoporosis.Hydrogen sulfide (H2S) has been shown to possess inhibitory effect on osteoclastic-mediated bone resorption,however,this mechanism largely remains elusive.Recent studies have shown that H2S exerts its biological effects through the S-sulfhydrated modification of calcium channels.Our previous studies found that TRPV6 functions as an important regulator on the RANK/RANKL axis of osteoclasts. Silencing TRPV6 significantly reduce the inhibitory effect of H2S on osteoclast bone resorption.Further studies showed that administering of H2S donor significantly increase intracellular calcium concentration in osteoclasts.Therefore, we hypothesized that serves as a key target that modulates H2S-induced inhibitory effect osteoclastic bone resorption,possibly is associated with intracellular calcium concentrations.To test this hypothesis, we intend to combine in vivo and in vitro trials with molecular biology and bioinformatics.Clarify the role of TRPV6 in the inhibition of osteoclast bone resorption by H2S, explore the molecular mechanism that TRPV6 is modified by H2S-induced S-sulfhydration to increase Ca2+ influx and inhibit osteoclast bone resorption.This project is proposed to provide insights into novel therapy and drug development of osteoporosis.
在骨代谢研究领域,破骨细胞骨吸收的调控机制一直备受关注。骨质疏松、骨创伤修复不佳以及牙周炎引发的牙槽骨吸收等诸多问题,都与破骨细胞异常活跃导致的骨质过度吸收紧密相关。本研究聚焦于此,深入探究硫化氢(H2S)与破骨细胞骨吸收之间的内在联系。. 主要研究内容涵盖两个关键方面:一方面着力研究TRPV6介导H2S对破骨细胞骨吸收的抑制作用;另一方面深度剖析H2S通过硫巯基化修饰调节TRPV6通道活性,促进Ca2+内流,抑制下游NF-KB信号通路,进而负向调控破骨细胞骨吸收的精细分子机制。. 研究取得了一系列重要成果:明确证实H2S对破骨细胞骨吸收的抑制作用由钙离子通道蛋白TRPV6所介导,且发现H2S与TRPV6中CYS212位点发生特异性硫巯基化修饰,这一修饰直接改变TRPV6蛋白活性,促使Ca2+大量内流,成功抑制下游NF-KB信号通路,最终实现对破骨细胞骨吸收的精准负向调控。关键数据方面,实验精准定位了CYS212位点这一关键作用位点,以及清晰呈现出Ca2+内流、NF-KB信号通路抑制前后的显著差异变化。. 其科学意义,不仅填补了H2S在破骨细胞调控机制方面的理论空白,完善了骨代谢调控网络的理论体系,还确定了TRPV6作为关键靶点,为开发治疗骨代谢紊乱疾病的药物开辟了新路径。在应用前景上,有望开发基于H2S供体或靶向TRPV6的药物用于骨质疏松症治疗,在骨修复与再生医学、口腔医学领域,利用对H2S或TRPV6的调控优化治疗策略,同时该研究建立的调控体系还能作为药物研发筛选模型,加速特效药物研发进程。 总之,本研究为骨健康相关领域带来了全新的曙光与视角。
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