Hedgehog信号通路调控骨形成探讨中药防治骨质疏松症的研究进展

Hedgehog信号通路是一种高度保守而重要的信号通路,参与多种细胞的增殖和分化。骨质疏松症是一种常见的以骨量减少、骨组织微结构破坏为特征,导致骨质脆性增加和易于骨折的全身性骨代谢疾病,给社会造成了巨大的负担。骨质疏松症的发生发展受多种信号通路调控。近年来,国内外研究发现,Hedgehog通路是一个很有前途的参与骨形成和骨稳态的信号通路。已有研究证实,Hedgehog信号通路可能通过增加骨形成相关因子的表达,诱导骨髓间充质干细胞成骨分化,促进成骨细胞增殖分化,对防治骨质疏松症具有重要意义。本文综述了目前Hedgehog信号通路在骨形成调节中的作用机制及中医药的干预作用,旨在为促进骨形成、防治骨质疏松症提供新的作用靶点。     

Hedgehog信号通路与“肾虚血瘀”骨代谢失常的实验研究

目的观察去卵巢骨质疏松症模型大鼠的骨组织和肾组织中Hedgehog信号通路细胞表面受体Patched-1(PTCH1)和Gli3mRNA和蛋白含量变化及补肾填精、活血化瘀中药复方对其影响,探讨中药组方治疗绝经后骨质疏松症的可行性以及绝经后骨质疏松症的发病机制与Hedgehog信号通路的关系。方法采用切除雌性大鼠双侧卵巢的方法建立绝经后骨质疏松症模型,分别给予补肾填精中药复方、活血化瘀中药复方、骨疏康对模型大鼠灌胃12周。然后将大鼠分为补肾填精组、活血化瘀组、阳性对照组、正常组和模型空白组,其中骨疏康作为阳性药物为阳性对照组。运用RT-PCR检测各组大鼠骨组织和肾组织PTCH1和Gli3mRNA相对表达量;通过ELISA法检测各组大鼠骨组织和肾组织PTCH1和Gli3蛋白含量。结果各组大鼠股骨和肾组织中PTCH1mRNA及蛋白表达方面:与正常组比较,模型组显著升高(P0.01);与模型组比较,补肾填精组、活血化瘀组、阳性对照组显著降低(P0.01);各个用药组间比较,补肾填精组下调优于活血化瘀组,具有显著性差异(P0.01)。各组大鼠股骨和肾组织中Gli3mRNA及蛋白表达方面:与正常组比较,模型组显著升高(P0.01);与模型组比较,补肾填精组、活血化瘀组、阳性对照组显著下降(P0.01);各个用药组间比较,补肾填精组下调优于活血化瘀组,具有显著性差异(P0.01)。结论 PTCH1mRNA及蛋白含量和Gli3mRNA及蛋白含量在去卵巢骨质疏松症模型大鼠骨组织和肾组织中显著升高,提示PTCH1和Gli3可能参与绝经后骨质疏松症骨代谢失衡的发生和进展。补肾填精中药复方和活血化瘀中药复方可下调PTCH1和Gli3mRNA相对表达量及其蛋白含量,这可能是起到防治绝经后骨质疏松症的作用机制之一,并且补肾填精法优于活血化瘀法。     

音猬因子信号通路与骨质疏松症关系的研究进展

骨发育的过程受到多种信号通路的调节,如Wnt、Notch、BMP、Hedgehog信号通路等。Hedgehog信号通路对骨形成的作用在过去的二十几年已经被证实。音猬因子(Ssonic hedgehog,Shh)在Hedgehog家族中表达最广泛,在该信号传导通路上对轴骨、四肢骨、颅面骨等骨骼的形成起着重要作用。骨质疏松症发病机制归根到底是成骨细胞的骨形成能力与破骨细胞的骨吸收之间的平衡被打破,并且成骨细胞的骨形成作用下降是其主要影响因素之一。本文主要从分子水平对Shh信号通路与影响骨质疏松症发生的几个主要因素进行综述,为Shh信号通路应用于骨质疏松的防治提供理论依据。     

由Hedgehog信号通路探讨左归丸对卵巢切除大鼠骨质疏松症的影响

目的 由Hedgehog信号通路探讨补肾方药左归丸对卵巢切除所致骨质疏松症(osteoporosis, OP)大鼠的作用机理。方法 选用雌性SD大鼠,随机分为空白对照组、假手术组、造模组。造模组切除双侧卵巢,假手术组不切除卵巢,仅切除卵巢周围少量脂肪组织。12周后,将造模组随机分为卵巢切除组(OVX组)、阳性对照组和左归丸组。阳性对照组灌服戊酸雌二醇混悬液,左归丸组灌服左归丸水煎液,OVX组灌服等体积纯水,给药13周后取材。通过Micro-CT检测各组骨密度(bone mineral density, BMD),免疫组化法(immunohistochemistry, IHC)检测各组胫骨骨髓基质细胞中Ihh、Ptch、Smo、Gli1、OPG、RANKL的蛋白表达。结果 假手术组骨密度(bone mineral density, BMD)高于OVX组、阳性对照组、左归丸组,且OVX组BMD较阳性对照组、左归丸组更低;OVX组Hedgehog信号通路关键因子Ihh、Ptch、Smo、GLi1蛋白表达水平以及RANKL/OPG比值较假手术组明显增高;阳性对照组和左归丸组Ihh、Ptch、S...     

Hedgehog信号通路在风湿病中的研究进展

刺猬(Hedgehog,Hh)信号是一条在脊椎动物胚胎发育和组织调控中起重要作用的信号通路.综述近年来相关研究发现,Hh信号通路失调与风湿病的发生发展密切相关,并在调节细胞功能、影响炎症因子、调控骨代谢等方面取得了一定成效,为该信号在风湿病基础研究及临床应用方面提供一定思路.但深入研究及临床应用仍十分有限,期待更进一步...     

Indian Hedgehog信号通路在软骨细胞成熟及转分化过程中的调控作用

目的 探究Indian Hedgehog（IHH）信号通路对软骨内成骨过程中软骨细胞成熟以及转分化的影响。方法 取10日龄野生型小鼠的胫骨组织,采用原位杂交和免疫组织化学染色检测生长板区域IHH信号通路相关分子Ihh、Ptch1和Gli1的表达水平。构建肥大软骨细胞特异性Ihh基因敲除小鼠（Col10a1^Cre/+; Ihh^null/C）,并采用影像学检查和阿利新蓝染色评估该小鼠的骨骼发育状况。构建肥大软骨细胞IHH信号通路持续激活小鼠（Col10a1^Cre/+; R26Smo^M2/M2和 Col10a1^Cre/+; Ptch1^LacZ/C）,采用HE染色、原位杂交和TUNEL染色分别对受精15.5天胎鼠胫骨组织形态结构、Ihh（肥大软骨细胞分子标志物）和Col1a1（成骨细胞分子标志物）以及肥大软骨细胞凋亡水平进行检测;另外应用HE染色对10日龄小鼠的胫骨组织进行组织学分析。结果 肥大软骨细胞合成分泌IHH,但不表达Ptch1和Gli1。抑制肥大软骨细胞合成IHH蛋白会导致出生后小鼠出现侏儒症;X线检查结果显示小鼠出现严重的骨骼发育不良,包括胸廓狭小、球形头骨以及椎骨发育异常等表现。持续启动IHH信号通路时,胚胎早期软骨细胞成熟分化过程虽未见异常,但是出生后小鼠的骨小梁、骨内膜以及皮质骨等结构均出现一定的异常表现。结论 IHH信号通路虽然不参与肥大软骨细胞的终末分化过程,但在软骨细胞转分化的过程中起到了重要的调控作用。     

Hedgehog信号通路在激素性股骨头坏死作用机制中的研究进展

糖皮质激素的不正确使用导致股骨头内骨代谢异常、脂代谢失衡、血微循环障碍是激素性股骨头坏死发生、发展的重要原因之一。Hedgehog通路作为一条高保守信号通路,在组织器官骨骼的形成发育以及疾病过程中有着重要调控作用。近年来,随着精准医学的进一步发展以及对于细胞和分子生物学的广泛深入研究,发现Hedgehog信号通路可以通过促进骨髓间充质干细胞成骨分化,抑制脂肪细胞的生成,加速血管内皮细胞的新生对激素性股骨头坏死进行有效的靶向调控。现以Hedgehog信号通路在激素性股骨头坏死病理机制中发挥的调控作用进行综述,以期为临床治疗激素性股骨头坏死提供精确的靶点。     

Hedgehog信号通路与肿瘤发生机制的研究进展

恶性肿瘤是危害人类健康的主要疾病之一,确切的发病机制尚不清楚,但可以肯定的是,其形成具有多因素、多步骤的特点,涉及一系列原癌基因异常的激活以及抑癌基因突变导致的失活,从而引起一些信号转导通路的异常.近年来,通过对Hedgehog(Hh)信号通路的研究显示,Hh基因编码一系列分泌型信号蛋白,对胚胎发育过程中的细胞分化和增...     

Hedgehog信号通路与乳腺发育及乳腺癌发生的关系

细胞间通讯是发育中的重要事件。大量的研究表明,Hedgehog信号通路对于动物的正常胚胎发育和器官形成具有重要作用。其调节异常可导致严重的疾病,包括各种发育缺陷和癌症等。本文就Hedgehog信号通路的组成及其与乳腺发育和乳腺癌发生的关系研究进展进行综述。1Hedgehog信号通路     

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。     

Hedgehog信号通路在人肝癌细胞株中的表达及意义

目的 探讨Hedgehog信号通路在人肝细胞癌细胞系中的表达及意义。 方法 采用半定量 RT-PCR 法检测PLC/PRF/5、HepG2及 SMMC-7721肝癌细胞株中Shh、Ptch1、Smo、Gli1、Gli2 mRNA 的表达;Western blot法检测PLC/PRF/5、HepG2及 SMMC-7721肝癌细胞株中Gli2蛋白的表达。 结果 除Shh外, Ptch1、Smo、Gli1、Gli2 mRNA在PLC/PRF/5、HepG2及 SMMC-7721细胞中均有不同程度表达。其中,Ptch1、Smo、Gli1、Gli2 mRNA在PLC/PRF/5及SMMC-7721细胞中的表达强度显著高于成人正常肝细胞,而Gli1 mRNA在HepG2细胞中的表达量与正常肝细胞无明显差异;Gli2蛋白在成人正常肝细胞中几乎没有表达,在HepG2细胞中的表达也与正常肝细胞无明显差别,而在PLC/PRF/5及 SMMC-7721细胞中,尤其是SMMC-7721细胞,Gli2的表达量异常增高。 结论 Hedgehog 信号通路的异常激活参与了肝细胞癌的发生发展过程,Gli2可能成为肝细胞癌重要生物学标志和生物治疗靶点。     

Hedgehog信号传导通路相关基因在肝癌组织中的表达研究

目的 研究Hedgehog信号传导通路相关基因在肝癌组织中的表达,及其抑制剂对肿瘤细胞生长的影响.方法 免疫组化法检测14例肝癌组织切片、4个肝癌细胞系和正常肝细胞中Hedgehog信号传导通路成员Ihh、Ptch、Smo、Gli的蛋白表达;Western blot检测9例新鲜肝癌组织标本、6例正常肝组织标本和肝癌细胞系中Ihh、Ptch、Smo、Gh的蛋白表达;RT-PCR检测3肝癌组织标本和肝癌细胞系中Ihh、Ptch、Smo、Gli、Hip mRNA表达.结果 14例肝癌组织中免疫组化染色阳性的Gli 6例(42.9%),Ptch 10例(71.4%),Ihh 10例(71.4%),Smo 12例(85.7%).Western blot和RT-PCR检测显示,肿瘤组织中Gli基因的mRNA和蛋白表达均高于正常肝脏细胞,Hip基因的mRNA表达低于正常肝细胞.肝癌细胞系HepG2,Bel-7402和QGY-7701免疫细胞化学染色Pteh和Gli同时为阳性,证明为Hedgehog通路活化的细胞系.在环耙明(KAAD-cyclopamine)作用后,3个细胞系Ptch及Gli基因的mRNA表达下调(Ptch基因tHepG2=3.78,tBel-7402=9.03,tQGY-7701=5.63,Gli基因tHepG2=9.61,tBel-7402=4.15,tQGY-7701=20.30,均P＜0.05);QGY-7701组Hip基因RNA表达上调(t=4.70,P＜0.05).环耙明抑制肝癌细胞系QGY-7701的作用最明显.结论 原发性肝癌组织中Hedgehog信号传导通路有多种基因表达,环耙明有抑制肝癌细胞生长的作用.     

Hedgehog信号通路转录因子Gli2在肝癌组织中的表达及意义

目的探讨Hedgehog（Hh）信号通路下游转录因子胶质瘤相关癌基因同源蛋白2（Gli2）在肝细胞癌组织中的表达及临床意义。方法采用RealtimeRT—PCR法及Westernblot检测20对肝癌及癌旁组织Gli2基因mRNA及蛋白的表达;采用免疫组织化学法检测52对肝癌及癌旁组织Gli2蛋白的表达情况。结果Gli2mRNA及蛋白在肝癌组织中的表达明显高于癌旁组织。52例肝癌组织中Gli2阳性表达38例（73．1％）,相应的癌旁组织Gli2阳性表达8例（15．4％）,差异有显著性（P〈0．01）;且G1i2蛋白表达与肝癌分化程度、有无血管侵犯及淋巴结转移有相关性（P〈0．05）。结论Gli2的异常表达与肝癌的发生发展及浸润转移密切相关,Gli2可能成为肝癌的重要生物学标志和生物治疗靶点。     

Hedgehog signaling pathway in neuroblastoma differentiation

Purpose

The hedgehog (Hh) signaling pathway is activated in some adult cancers. On the other hand, the Hh signaling pathway plays an important role in the development of the neural crest in embryos. The aim of this study is to show the activation of Hh signaling pathway in neuroblastoma (NB), a pediatric malignancy arising from neural crest cells, and to reveal the meaning of the Hh signaling pathway in NB development.

Methods

This study analyzed the expression of Sonic hedgehog (Shh), GLI1, and Patched 1 (Ptch1), transactivators of Hh signaling pathway, by immunohistochemistry in 82 NB and 10 ganglioneuroblastoma cases. All 92 cases were evaluated for the status of MYCN amplification.

Results

Of the 92 cases, 67 (73%) were positive for Shh, 62 cases (67%) were positive for GLI1, and 73 cases (79%) were positive for Ptch1. Only 2 (10%) of the 20 cases with MYCN amplification were positive for Shh and GLI1, and 4 cases (20%) were positive for Ptch1 (MYCN amplification vs no MYCN amplification, P ≦ .01). The percentage of GLI1-positive cells in the cases with INSS stage 1 without MYCN amplification was significantly higher than that with INSS stage 4. Of 72 cases without MYCN amplification, 60 were GLI1-positive. Twelve cases were GLI1-negative, and the prognosis of the GLI1-positive cases was significantly better than that of the GLI1-negative cases (P = .015).

Conclusions

Most of NBs without MYCN amplification were positive for Shh, GLI1, and Ptch1. In the cases without MYCN amplification, the high expression of GLI1 was significantly associated with early clinical stage and a good prognosis of the patients. In contrast to adult cancers, the activation of the Hh signaling pathway in NB may be associated with the differentiation of the NB.     

miR-204通过Wnt信号通路对骨质疏松症小鼠成骨细胞增殖的影响及机制分析

目的探讨miR-204通过Wnt信号通路对骨质疏松症小鼠成骨细胞增殖的影响及机制分析。方法雌性昆明小鼠分为:对照组、假手术组和骨质疏松症组,采用双侧卵巢切除法建立去卵巢骨质疏松小鼠模型并进行鉴定;提取小鼠原代成骨细胞并鉴定;细胞转染并检测miR-204的表达水平;MTT检测各组细胞活力;各组细胞碱性磷酸酶(ALP)活性的检测;Transwell检测各组细胞的侵袭能力;细胞流式术检测各组细胞凋亡情况;细胞流式术检测各组细胞Caspase-3活性;双荧光素酶报告基因检测miR-204和β-catenin、LRP-5间的相互作用;Western blot检测Wnt信号通路相关蛋白表达情况。结果骨质疏松症组小鼠骨密度较对照组和假手术组明显降低(P=0.007,P=0.057),表明骨质疏松症小鼠造模成功。miR-204的表达水平在miR-204模拟物组明显提高(P=0.072),在miR-204抑制剂组下降(P=0.031);miR-204模拟物组成骨细胞活力和ALP活性提高(P=0.007,P=0.043),miR-204抑制剂组成骨细胞活力和ALP活性下降(P=0.007,P=0.035);miR-204模拟物组成骨细胞的侵袭能力明显增强(P=0.006),miR-204抑制剂组成骨细胞的侵袭能力下降(P=0.036);miR-204模拟物组成骨细胞的凋亡能力和Caspase-3活性下降(P=0.041,P=0.045),miR-204抑制剂组成骨细胞的凋亡能力和Caspase-3活性增强(P=0.005,P=0.039);miR-204与β-catenin、LRP-5之间有靶向关系;miR-204模拟物组成骨细胞中β-catenin和LRP-5蛋白表达均上调(P=0.043,P=0.009),miR-204抑制剂组成骨细胞中β-catenin和LRP-5蛋白表达均下调(P=0.041,P=0.032)。结论miR-204可能促进成骨细胞的增殖,激活Wnt信号通路,对骨质疏松症有一定的保护作用。     

Wnt信号传导途径与骨质疏松

过去20年,在分子生物学和基础医学领域对骨质疏松症的研究取得了长足进展。Wnt信号通路在胚胎发育及生命体成长过程中起着关键的调控作用。2001年,基因学研究证实标准的Wnt信号通路在骨骼形成过程中起到关键的调控作用,最近,有报道非经典的Wnt信号通路在骨骼形成过程中有调控作用。由于目前应用调控合成代谢途径预防和治疗骨质疏松症尚无有效的报道。因此,本文主要从Wnt信号通路与骨质疏松症的发病机制及治疗进展的角度展开综述。