成骨分化特异性转录因子Cbfa1

近年来随着 Cbfa1基因的克隆及其功能的阐明 ,人们对成骨分化的分子机制有了初步了解。基因敲除、基因突变等方法证实 Cbfa1作为成骨分化的特异性转录因子 ,对成骨细胞分化、骨的发育和形成具有关键作用     

核结合因子a1在成骨细胞分化和骨形成中的作用

核结合因子a1(corebindingfactora1,Cbfa1)是近年来发现的一个成骨细胞特异性转录因子,在转录水平与多种成骨细胞相关基因的启动子相结合调控其表达,Cbfa1在间充质干细胞向成骨细胞分化及成骨细胞产生细胞外基质矿化成骨过程起重要作用。抑制或增强Cbfa1的表达均将引起相应表型的变化。     

Brg1调控重组人骨形态发生蛋白2诱导成骨细胞分化

背景：Brg1是依赖ATP的染色质改变复合物的核心催化亚基,该亚基在基因的转录调控、复制、重组,骨骼肌的分化、抑制肿瘤的发生等活动中起着重要的作用。 目的：探索Brg1基因在骨形态发生蛋白2诱导成骨细胞分化过程中的调控机制。 方法：采用胶原酶消化法进行小鼠颅骨成骨细胞的原代培养;分别用0,50,200 μg/L的重组人骨形态发生蛋白2诱导原代培养的成骨细胞的分化,摸索骨形态发生蛋白2的最佳作用剂量;实时荧光定量PCR和Western blot进行骨形态发生蛋白2对Brg1的作用时间的动力学分析;实时荧光定量PCR和钙钴染色法检测敲除Brg1对骨形态发生蛋白2诱导的成骨分化的影响;构建Dlx5腺病毒重组表达载体,实时荧光定量PCR和钙钴染色法检测Brg1在骨形态发生蛋白2诱导的成骨分化过程中对Dlx5的调控作用。 结果与结论：用自行合成的重组人骨形态发生蛋白2可诱导原代培养小鼠成骨细胞分化,200 μg/L剂量有着较好的诱导分化效果;重组人骨形态发生蛋白2可诱导Brg1基因转录水平和翻译水平表达水平上调;敲除Brg1可抑制重组人骨形态发生蛋白2诱导的成骨分化;Brg1能够调控Dlx5的表达水平。说明Brg1通过调控Dlx5的表达水平调控重组人骨形态发生蛋白2诱导的小鼠成骨细胞的分化。     

mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 的分化成熟

目的:研究mTORC1 信号对前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟的调控作用。方法:通过向MC3T3-E1 转染pcDNA3.1-Raptor,对mTORC1 信号相关蛋白Raptor 进行过表达。向MC3T3-E1 转染Raptor siRNA,对mTORC1 信号蛋白Raptor 进行基因沉默。通过Real-time PCR 方法测定Raptor 的基因表达,通过蛋白免疫印迹法测定Raptor 蛋白水平,并通过茜素红染色检测成骨矿化情况,以测定成骨分化程度。通过Real-time PCR 检测成骨分化指标的基因表达。结果:与对照组相比,Raptor 过表达组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显增加;茜素红染色结果显示Raptor 过表达组染色更深,说明成骨矿化程度更高;荧光定量PCR 结果显示,Raptor 过表达组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均高于对照组。与对照组相比,Raptor siRNA 组的Raptor mRNA 和蛋白水平明显降低;茜素红染色结果显示Raptor siRNA 组染色更浅,说明成骨矿化程度更低;荧光定量PCR 结果显示,Raptor siRNA 组的成骨分化标记基因以及成骨转录因子的表达量均低于对照组。结论:mTORC1 信号促进前成骨细胞MC3T3-E1 向成骨细胞分化成熟。     

骨髓间充质干细胞诱导成骨细胞模型中活化转录因子4基因的表达

背景:研究发现活化转录因子4为近调控成骨细胞分化和功能的活化因子,在成骨细胞分化过程中起着至关重要的作用。目的:探索SD大鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导过程中活化转录因子4基因的表达变化及其意义。方法:以全骨髓贴壁法培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,传代至第3代细胞时加入成骨诱导剂,在诱导的第0,1,4,7,10,13,16,19天分别采用PT-PCR,Western blot动态监测活化转录因子4基因及蛋白的表达变化,以未进行成骨诱导细胞做对照。结果与结论:RT-PCR结果显示,活化转录因子4 mRNA的表达随着细胞成骨分化程度加剧而升高,16 d达到峰值。Western blot分析结果显示,活化转录因子4蛋白表达量随着骨髓间充质干细胞骨化程度加剧,表达水平亦呈上升趋势,于16 d达到高峰,19 d维持在高水平状态。实验组各时间点活化转录因子4 mRNA和活化转录因子4蛋白表达与对照组相比差异有均有显著性意义(P0.05)。结果表明诱导成骨细胞中活化转录因子4表达增强,提示活化转录因子4的增强与骨髓间充质干细胞成骨分化能力呈正相关。     

骨髓基质干细胞成骨分化过程中Wnt、骨形态发生蛋白2信号通路相关因子与辛伐他汀的作用

背景：辛伐他汀可促进体外培养的人或鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化,但作用机制尚不清楚。 目的：观察辛伐他汀对大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化过程中Wnt与骨形态发生蛋白2信号途径中相关因子表达的影响。 方法：取6周龄雌性SD大鼠双侧股骨、胫骨全骨髓进行体外成骨细胞诱导培养。实验分为对照组及SIM组。SIM组加入浓度为10-7 mol/L辛伐他汀,对照组加入等量无水乙醇和PBS。培养14 d,行碱性磷酸酶染色,28 d时,行von Kossa染色观察细胞外基质矿化情况;培养14,21 d,免疫荧光细胞化学染色观察成骨细胞中β-catenin,Smad1/5,Cbfa1的表达及分布。  结果与结论：大鼠骨髓基质干细胞经体外诱导后可分化为具有碱性磷酸酶活性和矿化细胞外基质能力的成熟成骨细胞。辛伐他汀可显著上调骨髓基质干细胞成骨分化过程中碱性磷酸酶的表达。同时,与对照组比较,SIM组β-catenin,Smad1/5,Cbfa1表达明显增多(P < 0.05),且呈现明显的核内聚集趋势。说明辛伐他汀促进骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的作用可能与调控Wnt与骨形态发生蛋白2信号通路中相关因子的表达及细胞内分布有关。     

锌指蛋白3调节骨形态发生蛋白2诱导C3H10T1/2细胞的成骨分化

背景：骨形态发生蛋白2是参与骨骼生长发育和修复的重要因子,近年来的研究发现锌指蛋白3参与调节转化生长因子β信号的转导,该研究以此为基础开展研究。目的：探讨抑制锌指蛋白3对骨形态发生蛋白2诱导C3H10T1/2细胞成骨分化的影响。方法：以小鼠间充质干细胞系C3H10T1/2细胞为研究对象,设置绿色荧光蛋白、骨形态发生蛋白2、锌指蛋白3、骨形态发生蛋白2+锌指蛋白3重组腺病毒转染组,增强骨形态发生蛋白2表达,抑制锌指蛋白3表达。采用碱性磷酸酶染色检测碱性磷酸酶的表达;RT-qPCR检测骨形态发生蛋白2、锌指蛋白3及成骨、成血管标志物mRNA转录水平;免疫组织化学染色检测Ⅰ型胶原、血管内皮生长因子及内皮黏蛋白表达水平;茜素红染色及半定量分析检测钙盐沉积水平;裸鼠皮下成骨实验检测异位骨块形成情况。结果与结论：(1)骨形态发生蛋白2重组腺病毒能诱导C3H10T1/2细胞的成骨分化,与骨形态发生蛋白重组腺病毒组比较,骨形态发生蛋白2+锌指蛋白3重组腺病毒组成骨标志物碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、成骨细胞特异性转录因子、骨钙素、Runt相关转录因子2及成血管标志物神经轴突导向因子、血管内皮生长因子、血管性血...     

骨形成调控机制研究进展

骨形成的调控包括对成骨细胞 (OB)分化及功能的调控 ,Cbfa1目前被认为是OB分化和功能的中心调控因子 ,其表达受许多蛋白及自身负调控的影响。OB的分化受多个生长因子家族成员的调控及分化细胞之间的相互调控 ;OB的功能还受激素、中枢神经系统、他汀类药物、细胞外间质及机械压力、年龄、性别等因素的影响。     

在成骨细胞分化过程中调节Osterix转录因子表达和肿瘤坏死因子活性的同源异形盒蛋白Prx1的表达

肿瘤坏死因子(TNF-α)具有促使骨质疏松发生和抑制骨形成的作用,是骨节炎症中导致骨骼损伤的重要因子。成骨细胞(osteoblast,OB)来源于多能间充质细胞系,是骨形成的主要功能细胞,其按一定的路径分化为成熟骨细胞。Osterix(Osx,SP7)是一种OB分化所必需的转录因子。有实验证明如果机体缺乏该转录因子会导致骨骼软骨化。