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流体剪切应力通过TGFBR2/ERK5信号通路调控成骨细胞和破骨细胞的生理功能:基于竞争性内源RNA/ceRNA的分子机制研究

批准号:
82060405
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
夏亚一
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:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
夏亚一

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
应力环境在抗骨质疏松发生中具有重要作用,我们已证实流体剪切力(FSS)和ERK5信号通路在促进骨形成过程中发挥关键作用,但竞争性内源RNA(ceRNA)在其中的作用仍不清楚。前期测序结果及相关实验显示FSS分别通过circRNA CDR1as和LncRNA XIST两种ceRNA调节成骨细胞和破骨前体细胞的生物学功能,生物信息学分析显示CDR1as、XIST和TGFBR2均具有miR-7结合位点。因此我们认为加载FSS后CDR1as和XIST分别竞争性结合成骨细胞和破骨细胞内miR-7,进而靶向调节TGFBR2/ERK5通路,促进成骨细胞增殖和抑制破骨前体细胞分化,防止骨质疏松的发生发展。本项目拟从细胞、分子和整体水平探索CDR1as/XIST-miR-7-TGFBR2-ERK5信号轴在FSS调控成骨细胞增殖和破骨前体细胞分化过程中的作用,为骨质疏松症的防治提供新的治疗靶标。
英文摘要
The stress environment plays an important role in resisting osteoporosis. We have demonstrated that fluid shear stress (FSS) and the ERK5 signaling pathway play key roles in promoting bone formation. But the role of competing endogenous RNA (ceRNA) remain unclear. Previous sequencing results and related experiments show that FSS regulates the biological functions of osteoblasts and osteoclast precursor cells by circRNA CDR1as and LncRNA XIST respectively, which is a pair of ceRNA. Besides, bioinformatic analysis shows that CDR1as, XIST and TGFBR2 have a common miR-7 binding site. Therefore, we believe that after loading FSS, CDR1as and XIST competitively bind to miR-7 in osteoblast and osteoclast precursor cell respectively, and then promote osteoblast proliferation and inhibit osteoclast precursor cell differentiation by targeting regulate the TGFBR2/ERK5 pathway, finally preventing the occurrence and development of osteoporosis. This program aims to explore the role of CDR1as/XIST-miR-7-TGFBR2-ERK5 signal axis in the regulation of osteoblast proliferation and osteoclast precursor cell differentiation by FSS from the cellular, molecular and overall levels, thus providing new therapeutic targets for the prevention and treatment of osteoporosis.
应力环境在抗骨质疏松发生中具有重要作用,我们已证实流体剪切力(Fluid shear stress, FSS) 和ERK5信号通路在促进骨形成过程中发挥关键作用,但竞争性内源RNA (ceRNA) 在其中的作用仍不清楚。我们通过测序结果及相关实验发现FSS可以通过LncRNA GM15416、miR-146a-5p、lncRNA NEAT1和lncRNA TUG1调节成骨细胞增殖、凋亡和自噬等生物学功能,其上下游的具体分子调控机制是本项目的研究重点。在本研究中我们有如下的发现:(1)流体剪切应力(FSS)可通过TGFBR2/ERK5信号通路影响成骨细胞生理功能;(2)筛选到与流体剪切应力(FSS)调节凋亡相关转录因子c-Fos有关的lncRNAs(LncRNA GM15416);(3)成骨细胞的凋亡会导致骨质疏松;(4)c-fos和Fas的升高与成骨细胞凋亡显著相关;(5) lncRNA GM15416通过c-fos/fas轴促进成骨细胞凋亡;(6) lncRNA GM15416通过c-fos/fas轴使成骨分化能力降低;(7)抑制lncRNA GM15416可以挽救c-Fos介导的成骨细胞凋亡;(8)抑制lncRNA GM15416可以挽救c-Fos介导的成骨细胞分化功能障碍;(9)抑制LncRNA GM15416减轻小鼠OVX的骨丢失。此外,我们研究还发现:FSS可以通过诱导其他相关基因信号轴包括miR-146a-5p/SMAD4轴,lncRNA NEAT1/miRNA-466f-3p /HK2轴,lncRNA TUG1/miR-34a/FGFR1轴分别调节成骨细胞凋亡,自噬与增殖,增殖与凋亡等。综上所述,我们认为FSS-lncRNA/miR-ERK5信号通路与骨代谢关系密切,能够在基因层面调控骨质疏松的发生发展。通过本研究将为临床治疗骨质疏松等疾病提供新的潜在治疗靶点,为将来治疗相关骨科疾病提供新的思路、方法和理论基础。
流体剪切应力通过ERK5/NRF2/SLC7A11-FTH信号通路抑制成骨细胞铁死亡的机制研究
  • 批准号:
    82360436
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    夏亚一
  • 依托单位:
国内基金
海外基金