纤维结构不良中破骨细胞过度激活的分子机制研究
批准号:
81370050
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
范启明
依托单位:
学科分类:
H0601.运动系统结构、功能和发育异常
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李华、孙晓江、张书红、涂兵、于德刚、武文、王钰钢
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中文摘要
纤维结构不良(FD)病因为GNAS突变,特征为编织骨由纤维组织化生形成,破骨细胞过度激活。前期研究发现,GNAS突变上调MSCs中IL6和RANKL表达和激活单核巨噬细胞Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路而促进破骨细胞分化。因此本项目以“FD破骨细胞过度激活”为线索,以MSCs和单核巨噬细胞中GNAS突变为切入点,从成骨细胞-破骨细胞相互作用和破骨细胞本身两个角度研究“MSCs中GNAS突变如何上调IL6和RANKL的表达从而促进破骨细胞分化”和“单核巨噬细胞中GNAS突变如何通过Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路促进破骨细胞分化”等问题,探索FD中破骨细胞过度激活的机制。并构建破骨细胞和MSCs特异的GNAS突变敲入小鼠对结果进行验证并对FD表型进行挽救。
英文摘要
Fibrous dysplasia (FD), caused by GNAS mutation, is one of common diseases in orthopaedic clinic, which is characterized by the replacement of normal bone with abnormal fibro-osseous tissue. Excessive activation of osteoclasts is observed in FD lesion, which is believed to be one of the most important histological manifestations of FD absolutely. The results from our preliminary research showed that osteoclasts differentiation from mononuclear macrophage was significantly improved by GNAS mutation (R201H), in which the up-regulation of IL6 and RANKL in MSCs and the activation of Ca2+-calmodulin-calcineurin and RANK-TRAF6-TAB2/TAK1 signaling pathways in mononuclear macrophage were involved. Therefore, this project is designed to elucidate the molecular mechanisms underlying how MSCs with GNAS mutation could improve osteoclasts differentiation through the up-regulation of IL6 and RANKL in osteoblasts-osteoclasts interaction mode and why osteoclasts differentiation is improved in response to GNAS mutation in mononuclear macrophage through the activation of Ca2+-calmodulin-calcineurin and RANK-TRAF6-TAB2/TAK1 signaling pathways. Transgenic mouse model with MSCs- and osteoclasts-specific conditional GNAS mutation (R201H) knock-in will be constructed, by which we make an attempt to confirm the in vitro data and rescue the FD phenotype. This study provides useful insight into the signaling pathways involved in the FD phenotype and facilitates dissection of the molecular pathogenesis of FD and testing of novel therapies.
纤维结构不良病因为GNAS突变,特征为编织骨由纤维组织化生形成,破骨细胞过度激活。本项目以“FD破骨细胞过度激活”为线索,以MSCs和单核巨噬细胞中GNAS突变为切入点,从成骨细胞-破骨细胞相互作用和破骨细胞本身两个角度研究“MSCs中GNAS突变如何上调IL6和RANKL的表达从而促进破骨细胞分化”和“单核巨噬细胞中GNAS突变如何通过Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路促进破骨细胞分化”等问题,探索FD中破骨细胞过度激活的机制。研究结果证明:GNAS基因突变的MSCs可显著地促进破骨细胞分化;IL6和RANKL是LV-R201H hMSCs促进破骨细胞分化的关键靶点;GNAS基因突变的单核巨噬细胞向破骨细胞分化的能力显著增强;Ca2+-CalM-CN通路和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路是介导突变GNAS增强RAW264.7破骨分化能力的关键靶点。而且,围绕纤维结构不良中出现的“间充质干细胞成骨分化障碍”,本项目亦进行了更深层次的研究。从表观遗传修饰和能量代谢两个角度,我们发现:间充质干细胞成骨分化过程中成骨标志基因的启动子区发生动态的和特异的表观遗传学修饰,这些修饰与成骨标志基因的表达谱紧密相关;糖皮质激素骨质疏松小鼠的骨髓间充质干细胞PPARγ基因启动子区存在特异的表观遗传修饰,这些修饰与骨质疏松干细胞成脂分化潜能增强有关;AMPK-Gfi1-OPN信号轴介导了AMPK对干细胞成骨-成脂分化平衡的调节。本项目的研究深化了人们对纤维结构不良病理生理学表型的认识,揭示了间充质干细胞定向分化的分子机制。
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
DOI:10.1016/j.cellsig2016.06.004
发表时间:2016
期刊:Cellular Signalling
影响因子:--
作者:Wang Yu-gang;Qu Xin-hua;Yang Ying;Han Xiu-guo;Wang Lei;Qiao Han;Fan Qi-ming;Tang Ting-ting;Dai Ke-rong
通讯作者:Dai Ke-rong
Functional differences between AMPK α1 and α2 subunits in osteogenesis, osteoblast-associated induction of osteoclastogenesis, and adipogenesis.
AMPK α1 和 α2 亚基在成骨、成骨细胞相关的破骨细胞生成和脂肪生成中的功能差异
DOI:10.1038/srep32771
发表时间:2016-09-07
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Wang YG;Han XG;Yang Y;Qiao H;Dai KR;Fan QM;Tang TT
通讯作者:Tang TT
CXCR1 knockdown improves the sensitivity of osteosarcoma to cisplatin
CXCR1敲低提高骨肉瘤对顺铂的敏感性
DOI:10.1016/j.canlet.2015.09.002
发表时间:2015-12-28
期刊:CANCER LETTERS
影响因子:9.7
作者:Han, Xiu-guo;Du, Lin;Tang, Ting-ting
通讯作者:Tang, Ting-ting
AMPK promotes osteogenesis and inhibits adipogenesis through AMPK-Gfil-OPN axis
AMPK 通过 AMPK-Gfil-OPN 轴促进成骨并抑制脂肪生成
DOI:10.1016/j.cellsig.2016.06.004
发表时间:2016-09-01
期刊:CELLULAR SIGNALLING
影响因子:4.8
作者:Wang, Yu-gang;Qu, Xin-hua;Dai, Ke-rong
通讯作者:Dai, Ke-rong
Dynamic and distinct histone modifications of osteogenic genes during osteogenic differentiation
成骨分化过程中成骨基因的动态且独特的组蛋白修饰
DOI:10.1093/jb/mvv059
发表时间:2015
期刊:Journal of Biochemistry
影响因子:2.7
作者:Zhang Yong-Xing;Sun Hai-Lang;Liang He;Li Kai;Fan Qi-Ming;Zhao Qing-Hua
通讯作者:Zhao Qing-Hua
糖皮质激素性骨质疏松骨髓脂肪化的表观遗传学基础:β-catenin调控骨髓基质细胞PPARγ2基因表观遗传修饰的分子机制
- 批准号:81772371
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:范启明
- 依托单位:
GNAS基因突变导致纤维结构不良成骨分化障碍的分子机制研究
- 批准号:81000778
- 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:范启明
- 依托单位:
国内基金
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