Runx2基因对骨代谢调控的研究进展

人体骨代谢是一个复杂的过程,是破骨细胞（ osteoclast ,OC）吸收旧骨和成骨细胞（ osteoblast ,OB）形成新骨的动态平衡的过程。 Runx2（core binding factor alphal 1,核心结合因子a1）是调控成骨细胞和破骨细胞的分化促进骨形成的关键调控因子,通过调控成骨细胞特异性细胞外基质蛋白基因的表达和成骨细胞周期参与成骨细胞的分化过程,促进骨形成和抑制骨吸收。本文就Runx2在骨代谢中的作用作一综述。     

骨代谢信号通路的研究进展

骨代谢包括骨形成及骨吸收两方面,受到多种因素的调控,其分子机制涉及遗传基因、信号通路、激素及旁分泌因子等多方面作用,而信号通路在其中起到了重要的调控作用。在目前的骨代谢信号通路研究中,BMP/Smads、Wnt/β-catenin及OPG/RANKL/RANK等3条通路已经得到较为深入的研究,并且公认为在骨代谢中起到了关键的信号调节作用,其中BMP/Smads及、Wnt/β-catenin通路主要影响骨形成,而OPG/RANKL/RANK则主要影响骨吸收。最新的研究表明,低氧/低氧诱导因子-la通路、PDGF、TGF-beta和FGF通路、AKt2选择通路、G蛋白信号通路、硫酸已酰肝素和硫酸软骨素通路、黏着斑激酶及胞外信号调节激酶通路等同样对成骨细胞及破骨细胞的分化增殖起到调节作用,并且发现BMP/Smads通路和Wnt/β-catenin通路之间存在着相互调节作用。对骨代谢信号通路的深入研究,可为骨代谢疾病尤其是骨质疏松症提供潜在的以细胞为基础的治疗新途径。     

lncRNA对骨质疏松骨代谢相关信号通路影响的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)参与了多种生物学过程,在基因表达如转录调控、表观遗传修饰及蛋白翻译后修饰等机制中发挥重要作用,若它们缺乏则会导致蛋白质编码能力的缺失,失调的lncRNA与骨质疏松密切相关。作为骨质疏松(osteoporosis,OP)骨代谢过程中的生物标志物,lncRNA调控骨代谢相关信号通路的作用机制复杂,随着表观遗传学的发展,lncRNA将为OP诊断、治疗及判断预后提供新的靶向目标。本文将从lncRNA与成骨细胞分化相关信号通路、与破骨细胞分化相关信号通路、与钙相关信号通路三个方面对近年来lncRNA与骨质疏松症骨代谢相关信号通路的研究进行综述。     

miＲ 对骨质疏松骨代谢信号通路影响的研究进展

miＲ 在骨骼发育、代谢过程中具有重要的生物学功能,能够调控骨细胞生长、分化和功能表达。正常机体中,骨代谢相关信号通路对维持骨骼正常生物学功能意义重大,miＲ 通过与骨代谢相关的多种信号通路调节成骨细胞/破骨细胞代谢,达到有利于机体的平衡状态,如果 miＲ 表达失调这种稳态就会失衡,相关信号通路被激活,导致相应的骨代谢疾病,如骨质疏松症。信号通路作为调控骨代谢的重要途径,不同信号通路机制之间存在一定的联系,但是大多数信号通路的确切机制还不明了,各通路之间的相互联系研究较少,随着表观遗传学的发展,miＲ 通过相关信号通路精密调控骨代谢的机制被逐步阐明。miＲ 与多种骨质疏松多种信号通路存在密切的关系,成为潜在的检测标志物和治疗靶向点。研究 miＲ 参与调控骨质疏松骨代谢相关信号通路的机制,在骨质疏松的预防、诊治及预后意义重大。本文将从三个方面对近年来 miＲ 对骨质疏松症骨代谢相关信号通路的研究作以概述。     

脂代谢与骨代谢相关机制的研究进展

脂代谢紊乱和骨质疏松症均是代谢性疾病。近年来发现脂代谢紊乱易合并骨质疏松,研究二者的相关性,对预防与治疗骨质疏松有一定临床指导意义。骨代谢包括骨生成和骨吸收,血脂则包含总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇等几个方面,研究脂代谢与骨代谢之间的关系,涉及到多种血脂与成骨细胞及破骨细胞的关系,关于二者相互影响的分子机理目前有了一定的研究成果,本文就二者相关性的可能机制作一综述。     

牵张成骨中骨形成相关信号通路的研究进展

牵张成骨(distraction osteogenesis,DO)是一种利用骨痂愈合机制产生新骨的内源性组织工程学技术,随着近年来大量对牵张成骨的基础研究和临床应用,该技术在颅颌面骨发育不足、先天性唇腭裂继发颌骨畸形、颅颌面外伤及肿瘤术后骨缺损、牙槽骨萎缩种植修复等方面展现了广阔的应用前景。通过研究信号通路转导分子机制在牵张成骨中的作用,干扰其通路中某些核心分子,从分子水平调控和干预牵张成骨过程,为提高牵张成骨效率提供新的途径,加速牵张成骨区骨生成与矿化,缩短患者疾病的治疗周期。因此有必要探讨这些通路在牵张成骨与细胞信号传导及新骨形成的相互关系与调控作用,从而进一步揭示其分子生物学机制。该文对近年来研究牵张成骨相关信号通路的国内外相关文献进行综述。     

低氧诱导因子-1α参与骨发育及骨代谢调控的研究进展

低氧诱导因子-lα( hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)是组织细胞在低氧状态下激活相应基因转录的核心调节因子之一,在骨发育和代谢过程中起到非常重要的作用。通过敲除Vhl基因高表达HIF-1α可以促进血管和骨组织的生成,但这一过程的分子机制依然不明确。目前巳知HIF-1α在骨的发育过程中可以调节多种蛋白因子和信号通路,如血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF)和经典Wnt信号通路,而这些蛋白因子和信号通路大多能对细胞的分化、增殖及功能进行调节。本文综述骨组织发育和代谢过程中HIF-1α、Wnt信号通路、骨保护素(osteoprotegerin,OPG)等所起的作用以及它们之间的联系,从而进一步探讨HIF-1α在骨发育及骨代谢调控中的机制。     

基于PubMed数据库对miR与骨代谢相关信号通路的文献研究

目的研究miR通过信号通路对骨代谢的调控机制。方法通过检索Pub Med数据库2000年-2016年期间miR与骨代谢相关信号通路的文献,将相关miR的功能进行分析并予以归类。结果总共检索到相关文献949篇,符合纳入及排除标准的文献有140篇,分析显示miR与骨代谢相关信号通路的文献研究主要以经典的信号通路为主,miR对骨质疏松的作用机制主要表现在对成骨细胞的影响、对破骨细胞的影响、对骨髓间充质干细胞的影响及对钙盐代谢的影响4个方面。结论miR通过信号通路对骨代谢的调控具有重要的意义,其可作为诊断与治疗骨质疏松症的血清潜在标志物。     

电刺激干预骨代谢相关信号通路研究进展

骨质疏松症（osteoporosis,OP）作为一种患病率逐年递增的临床上常见的全身代谢性疾病,其发病机制与多种信号通路及分子相关。大量动物实验及分子研究分析发现,电刺激引起的电流变化能通过多种直接或间接途径激活成骨细胞（osteoblast,OB）、破骨细胞（osteoclast,OC）,从而促进骨细胞生长。因此合理介导电刺激激活或抑制相关信号通路及分子水平或许是未来深入、系统探究骨质疏松症发病机制及治疗的有效手段。本文旨在总结电刺激与OP发病相关信号通路及分子之间的影响并加以阐述、总结,为OP治疗提供一些新的思路。     

人工虎骨粉对去卵巢大鼠骨组织中Sirt1/Runx2信号通路的影响

目的探讨人工虎骨粉对去卵巢大鼠骨组织中Sirt1/Runx2信号通路的影响。方法选取40只成年雌性SD大鼠,建立去卵巢大鼠模型,切除卵巢2周后分成人工虎骨粉组与去卵巢组,人工虎骨粉组给予灌胃人工虎骨粉0. 24 g/(kg·d),去卵巢组给予灌胃等效剂量的生理盐水。另取20只成年雌性SD大鼠作为假手术组,仅切除卵巢周围脂肪组织,不切除双侧卵巢,切除卵巢周围脂肪组织2周后给予灌胃等效剂量的生理盐水。连续给药12周后,进行股骨骨密度、骨代谢、骨生物力学、股骨组织学与Western Blot检测。结果与假手术组比较,去卵巢组股骨骨密度、最大载荷、断裂载荷、最大应力、弹性模量及股骨组织Sirt1、Runx2、Foxo1、Foxo3a蛋白表达降低,骨钙素、抗酒石酸酸性磷酸酶、血钙、血磷及碱性磷酸酶浓度升高,股骨组织呈现骨质疏松病理改变;与去卵巢组比较,人工虎骨粉组股骨密度、最大载荷、断裂载荷、最大应力、弹性模量及股骨组织Sirt1、Runx2、Foxo1、Foxo3a蛋白表达升高,骨钙素、抗酒石酸酸性磷酸酶、血钙、血磷及碱性磷酸酶浓度均降低,骨质疏松病理改变显著改善。结论人工虎骨粉可能通过调节Sirt1/Runx2信号通路来发挥抗骨质疏松作用。     

Runx2在普通软骨肉瘤及去分化软骨肉瘤中的差异表达

目的 检测Runx2在人普通软骨肉瘤及去分化软骨肉瘤的差异表达,探讨Runx2在软骨肉瘤去分化过程中的作用及意义.方法 应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot方法,检测普通软骨肉瘤及去分化软骨肉瘤标本中Runx2的差异表达;并利用免疫组织化学SP法检测42例软骨肉瘤标本(普通软骨肉瘤20例,去分化软骨肉瘤22例)中Runx2的表达.结果 RT-PCR和Western blot结果显示Runx2在去分化软骨肉瘤中高表达,而在普通软骨肉瘤中低表达;免疫组织化学实验结果表明普通软骨肉瘤中Runx2阳性表达率为10.O%,去分化软骨肉瘤中Runx2阳性表达率为95.5%,两者差异有统计学意义(P＜0.05).结论 Runx2在去分化软骨肉瘤中的高表达涉及了去分化软骨肉瘤的发生和发展.

Abstract：

Objective To detect the differential expression of Runx2 in the conventional chondrosarcoma and dedifferentiated chondrosarcoma, and study the role and significance of Runx2 in the dedifferentiation of chondrosarcoma. Methods The expression of Runx2 in 42 cases of chondrosarcoma (20 cases of conventional chondrosarcoma, and 22 cases of dedifferentiated chondrosarcoma) was detected by using immunohistochemistry SP method. Results The positive expression rate of Runx2 in conventional chondrosarcoma was 10%, which was significantly lower than in dedifferentiated chondrosarcoma (95.5%). Conclusion Runx2 is up-regulated in dedifferentiated chondrosarcomas, suggesting Runx2 may involve in the occurrence and development of dedifferentiated chondrosarcoma.     

基底拉伸应变对小鼠成骨细胞Runx2表达的影响

目的研究基底拉伸应变对小鼠成骨细胞系MC3T3-E1细胞Runx2表达的影响。方法实验随机分为0με、1000με、1500με、2000με、2500με、5000με六组,采用卫生装备研究所自行研制的细胞基底应变加载装置对细胞进行加载,Western blot检测不同应变对成骨细胞Runx2蛋白表达的影响。此外采用Real-time PCR检测0με、2500με、5000με三种强度应变对成骨细胞Runx2 mRNA表达的影响。结果 Western blot结果显示:1500με、2000με、2500με组与0με组相比Runx2蛋白表达显著增强(P<0.01);5000με组与0με组相比Runx2蛋白表达显著降低(P<0.01);Real-timePCR结果显示:2500με组与0με组相比Runx2 mRNA表达显著降低(P<0.01);5000με组与0με组相比Runx2 mRNA表达显著增加(P<0.01)。结论①生理强度的拉伸应变可显著增加MC3T3-E1细胞Runx2蛋白的表达,并且呈剂量依赖性,超生理强度5000με显著降低Runx2蛋白表达。②同样强度的拉伸应变刺激下,Runx2基因表达与蛋白表达并不一致。     

铁介导骨代谢异常中“刺猬信号通路” 可能的作用

近年来有许多研究提示：铁代谢与骨质疏松症关系密切,铁过载可能引起骨代谢异常。在铁代 谢与骨代谢异常的相关机制中,许多研究认为刺猬信号通路（hedgehog信号通路,Hh信号通路）在 “铁介导骨代谢异常”中起着重要作用,本文将相关研究文献进行梳理综述。     

胃癌组织中Runx3基因启动子甲基化及其蛋白的表达

目的探讨胃癌组织中Runx3基因启动子甲基化与其蛋白表达的相关性，并分析Runx3基因异常甲基化与胃癌临床病理因素的关系。方法分别采用甲基化特异性聚合酶链反应技术及免疫组织化学方法检测40例胃癌及其配对正常胃黏膜组织中Runx3基因启动子区的甲基化状态和Runx3蛋白表达。结果胃癌组织中Runx3基因启动子区甲基化发生频率（55．0％）明显高于正常胃黏膜组织（12．5％）（P〈0．01）；胃癌组织中Runx3蛋白表达阳性率（37．5％）明显低于正常胃黏膜组织（100％）（P〈0．05）；Runx3基因甲基化与肿瘤的组织分化程度、淋巴结转移数目及TNM分期密切相关（P〈0．05，P〈0．01）。结论启动子区高甲基化是胃癌组织中Runx3基因表达失活的主要机制，有望成为胃癌分子诊断和病期评估的标志之一。     

葛根素对成骨细胞中miRNA-204的调控及其与Runx2基因表达的关系

目的研究葛根素作用于成骨细胞MC3T3-E1后miRNA表达的变化以及与Runx2基因表达的关系。方法 RT-PCR和western blot法检测Runx2的mRNA表达水平和蛋白表达水平;miRNA表达谱检测葛根素作用于成骨细胞后可能靶向Runx2的miRNA;Target Scan、Pic Tar等靶点预测软件预测靶向Runx2的miRNA;RT-PCR测定miRNA-204表达量;构建Runx23’UTR/突变型Runx2 3’UTR重组质粒、合成miRNA-204mimics和miRNA-204NC共转染MC3T3-E1细胞,双荧光素酶报告基因系统验证靶基因;miRNA-204mimics和miRNA-204inhibitor转染MC3T3-E1细胞,RT-PCR和western blot检测转染前后Runx2的mRNA表达量和蛋白表达量的变化。结果与空白组比较葛根素作用后Runx2的miRNA和蛋白表达均上升;miRNA-204表达水平下降;表达谱和靶点预测软件预测靶向Runx2的miRNA共同有miR-204、miR-3072-3p等;过表达miRNA-204后Runx2的蛋白表达水平下降,干扰miRNA-204表达后Runx2的蛋白水平上升。结论葛根素在成骨细胞中可通过调节靶向Runx2基因的miRNA-204来促进细胞增值分化。     

青少年特发性脊柱侧凸患者椎体生长板中Runx2及Ⅹ型胶原表达

目的:观察青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者上、下端椎和顶椎椎体生长板凸、凹侧软骨细胞的生物活性差异;探讨其在AIS发生和发展中的作用.方法:在对12例AIS患者行胸椎侧凸前路松解手术或前路矫形手术时获取上、下终椎和顶椎椎体生长板;分成凸、凹侧2组;共72枚标本;应用免疫组织化学方法检测Runx2和Ⅹ型胶原蛋白的表达;原位杂交方法检测Runx2 mRNA表达.所有染色结果通过图像分析系统进行半定量分析.结果:AIS患者顶椎椎体生长板凸、凹两侧的Ⅹ型胶原、Runx2和Runx2 mRNA表达总量存在显著性差异(P＜0.05).顶椎椎体生长板凹侧Ⅹ型胶原的表达总量低于下终椎椎体生长板凹侧的表达总量(P＜0.05).顶椎椎体生长板凹侧Runx2的表达总量低于上、下终椎椎体生长板凹侧的表达总量(P＜0.05).顶椎椎体生长板凹侧单一软骨细胞Runx2表达量高于凸侧和上、下终椎椎体生长板凹侧单一软骨细胞的表达(P＜0.05).顶椎椎体生长板凹侧高倍视野下平均Runx2 mRNA表达总量低于上、下终椎椎体生长板的凹侧(P＜0.05).顶椎椎体生长板凸侧单一细胞Runx2 mRNA表达量低于凹侧(P＜0.05).顶椎椎体生长板凹侧高倍视野下平均Ⅹ型胶原阳性细胞密度和Runx2阳性细胞密度低于凸侧和上、下终椎椎体生长板凹侧阳性细胞密度(P＜0.05).结论:AIS患者上、下终椎和顶椎椎体生长板凸、凹侧软骨细胞存在不同的生物活性和细胞动力学;这可能是力学条件改变后的一种继发性改变;但其可能在AIS的进展中发挥重要作用.