基于Wnt/β-catenin信号通路的中医药调控骨代谢研究进展

骨组织生命活动周期包括骨吸收和骨形成,这一过程被称为骨重塑,其中间充质干细胞(MSCs)分化为成骨细胞起主导作用〔1,2〕,对维持人体骨量和体液中钙离子浓度十分重要。在骨重塑中,骨吸收与骨形成的协调失衡会导致骨质减少甚至骨质疏松,许多与骨代谢异常相关的疾病如骨质疏松、类风湿关节炎等的发生与骨质流失密切相关。Wnt/β-catenin通路是骨骼发育和骨骼内稳态的重要调节通路〔3~6〕,能调节Wnt途径相关因子的表达,激活细胞向成骨细胞分化或使正常骨细胞代谢受抑制。其调控骨细胞生命过程具有双面性,例如Wnt联合受体低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)5功能缺失使骨量下降,其激活突变则引起高骨量的发生;细胞厚体(DKK)1的高表达抑制骨形成,使用DKK1拮抗剂后可促进成骨分化。研究中医药调控Wnt/β-catenin信号通路与骨代谢相关机制已逐渐成为热点,已有较多学者取得了一定成果,这对于发挥中医药潜在治疗优势具有重要意义〔7~10〕。     

非经典Wnt信号在骨稳态中的作用

Wnt信号通路是由经典及非经典两类通路组成的一个复杂的蛋白网络,其在骨代谢疾病和肿瘤疾病等研究中至关重要.对于骨代谢疾病早期报道多集中于经典信号通路,但随着研究的不断深入,非经典Wnt信号通路在调控骨稳态(骨形成和骨吸收)中的作用日益受到关注.本文对非经典Wnt配体及其在骨稳态中的作用进行阐述,了解非经典Wnt信号的靶向调控为治疗骨质疏松症等骨稳态失衡相关疾病提供潜在研究方法及新的靶点.     

Solerostin：一个新的骨形态发生蛋白抑制物

SOST是新近发现的基因，该基因突变可导致其编码蛋白Sclerostin的异常表达，引起严重的骨代谢性疾病——Sclerosteosis和Van Buchem病。Sclerostin作为骨形态发生蛋白（BMP）的抑制物，通过竞争性与BMP受体结合，下调BMP的活性而抑制成骨，并通过与核结合因子α1（Cbfal）osterix（Osx）之间的相互作用，协调骨代谢过程。由于Selerostin抑制骨形成，今后有望成为骨质疏松的治疗靶点。     

Sclerostin:一个新的骨形态发生蛋白抑制物

SOST是新近发现的基因,该基因突变可导致其编码蛋白Sclerostin的异常表达,引起严重的骨代谢性疾病———Sclerosteosis和Van Buchem病。Sclerostin作为骨形态发生蛋白(BMP)的抑制物,通过竞争性与BMP受体结合,下调BMP的活性而抑制成骨,并通过与核结合因子α1(Cbfα1)和osterix(Osx)之间的相互作用,协调骨代谢过程。由于Sclerostin抑制骨形成,今后有望成为骨质疏松的治疗靶点。     

Wnt抑制因子SFRP基因甲基化与白血病的关系

近年来研究发现,Wnt信号通路在胚胎发育、细胞行为、基因表达、肿瘤增生以及细胞凋亡等生命过程中发挥重要作用;其异常激活会促进细胞过度生长、增殖和分化,与白血病及其相关疾病的发生和发展有着密切关系。Wnt通路抑制因子分泌型卷曲相关蛋白（SFRP）在结构上与卷曲蛋白（Fz）受体极为相似,与Fz受体竞争结合Wnt从而抑制Wnt通路的活动。但当SFRP异常甲基化导致表达沉默时,     

促进成骨细胞分化和骨生成的多重信号通路及相关节点蛋白

胚胎时期骨形成、出生后骨塑建及成人时期的骨重建过程中,均伴随着骨质生成现象。成骨细胞是骨质形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化。成骨细胞分化和骨生成是受多种信号蛋白和转录因子调节的多步骤分子事件。本文主要对参与成骨细胞分化和骨生成的多重信号通路进行综述,包括BMPs通路、Wnt—B—Catenin通路、MAPK通路、Hedgehog通路、NF—KB通路、PTH／PTHrP通路及Insulin Receptor通路等,并介绍了几种相关节点蛋白,包括Runx2、Osterix和同源结构域蛋白等。当前,骨质疏松等骨相关疾病已经成为危害人类健康的突出问题,对调节成骨分化和骨生成信号通路及相关节点蛋白的研究能为开发预防和治疗骨相关疾病药物据供恩足箨和箫田备．     

microRNA在成骨分化和骨代谢疾病中对Wnt信号通路调控作用的研究进展

<正>MicroRNA(miRNA,miRNAs)是一类长度在18-22nt的非编码RNA,可以通过与靶基因的UTRs(3'-untranslated regions)结合使基因沉默或诱导mRNA降解、阻断蛋白的翻译来抑制靶基因的表达~〔1〕。Wnt信号通路主要分为经典的Wnt/β-catenin信号通路和非经典的Wnt信号通路(钙离子依赖的Wnt信号通路和Wnt细胞极性信号通路)。到目前为止有19个不同的     

Wnt-frizzled信号通路在心血管病中的作用

Wnt基因家族编码一组富含半胱氨酸的糖基化蛋白质即Wnt蛋白,属于分泌型生长因子.目前,在人及小鼠等哺乳动物中发现的Wnt蛋白有20种[1].Wnt蛋白与其受体frizzted(Fzd)介导的信号通路包括经典Wnt-Fzd信号通路即Wnt/β-catenin(cat)通路和非经典Wnt信号通路即Wnt/Ca2 通路和Wnt/Planer细胞极性(PCP)通路[2].除Fzd受体外,低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6(LRP5/6)和Ryk作为辅助受体也参与Wnt信号转导过程,而Wnt抑制因子1(WIF-1)、可溶解性Fzd相关蛋白(SFRP)、dickkopf、cerberus等蛋白与Wnt蛋白结合导致Wnt与其受体的分离,抑制Wnt-Fzd信号通路[2].     

骨硬化蛋白单克隆抗体治疗骨质疏松新进展

骨硬化蛋白,是一种由SOST基因编码表达的分泌型蛋白,目前已成为抗骨质疏松药物治疗的热门靶点,并已有大量的相关基础与临床研究。在不同的研究中均证实了骨硬化蛋白单克隆抗体有效地改善了骨质疏松患者的骨密度与骨转换情况。本文就骨硬化蛋白单克隆抗体治疗骨质疏松的最新基础研究与临床前期研究进展进行综述。     

基于Wnt/PCP通路HSG过表达对慢性阻塞性肺疾病模型大鼠气道重建的作用机制研究

目的分析细胞增殖抑制基因(HSG)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠气道重建的作用及对Wnt/平面细胞极性(PCP)通路的影响。方法取40只SD大鼠气道内注射脂多糖联合烟熏法,建立COPD模型,随机分为模型组、过表达组、空载组、Wnt/PCP抑制组,每组10只。另取10只健康大鼠为对照组。对比各组肺功能指标;酶联免疫吸附法(ELISA)检测肺泡灌洗液(BALF)中PDGF、TGF-β1、MMP-9水平;HE染色观察肺组织病理变化;组织块贴壁法培养大鼠气道成纤维细胞;实时荧光定量PCR及Western blot检测各组成纤维细胞HSG、Wnt、RhoA、JNK mRNA及蛋白表达情况。结果 HSG过表达后,与模型组和空载组比较,过表达组气道阻力减小,肺顺应性、PEF升高,PDGF、TGF-β1、MMP-9水平降低(P0.05),与Wnt/PCP抑制组比较差异无统计学意义(P0.05)。HE染色显示,过表达组病理改变较模型组与空载组轻,与Wnt/PCP抑制组相当。与模型组、空载组和Wnt/PCP抑制组比较,过表达组成纤维细胞中HSG mRNA及蛋白相对表达量升高(P0.05);与模型组、空载组比较,过表达组Wnt7a、RhoA mRNA和蛋白相对表达量及p-JNK/JNK降低(P0.05),与Wnt/PCP抑制组比较升高(P0.05)。结论 HSG过表达可改善COPD大鼠肺功能,延缓病理变化,抑制气道重建,其机制可能与抑制Wnt/PCP通路的激活有关。     

Dickkopf-1与强直性脊柱炎相关性研究进展

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)是一种以骶髂关节及脊柱中轴关节为主要病变的慢性进行性炎症性疾病,晚期出现严重胸腰椎后凸等畸形及骶髂关节融合.骨重塑中是以新骨形成为该病的特点,但目前具体发病机制尚不清楚.Wnt信号通路能促进成骨细胞分化成熟,导致新骨形成,而Dickkopf-1(DKK-1)是Wnt信号途径的重要抑制分子,可以促进骨吸收增强.近来研究表明,Wnt信号通路在AS的骨化过程中发挥重要作用,而Wnt信号通路抑制因子DKK-1是关节重塑中的主要调控者.本研究将近几年国内外有关DKK-1与AS骨赘形成的相关研究作一概述.     

骨形成蛋白与支气管哮喘

骨形成蛋白参与多种组织的纤维化进程,包括调节炎症反应,调控细胞的增殖与凋亡、纤维化、细胞外基质沉积及上皮-间质转化,诱导成纤维细胞表型转化.其信号经Smad通路转导.Gremlin是一种骨形成蛋白拮抗剂,可以阻碍骨形成蛋白与其受体的结合,抑制Smad蛋白磷酸化.本文旨在探讨骨形成蛋白及其拮抗剂gremlin在支气管哮喘中的分布及作用,阐述Smad信号通路及其与其他信号转导途径的联系,为支气管哮喘发病机制的研究及治疗提供新的思路.     

阿仑膦酸钠和甲状旁腺素对糖皮质激素性骨丢失的作用

目的比较并探讨甲状旁腺素和阿仑膦酸钠治疗糖皮质激素性骨质疏松(GIOP)的疗效和作用机制。方法动物实验:将40只9月龄雄性SD大鼠分为对照组:0.9%氯化钠注射液皮下注射;糖皮质激素(GC)组:甲泼尼龙琥珀酸钠2.5mg/kg·d皮下注射;GC+双膦酸盐组:甲泼尼龙琥珀酸钠2.5mg/kg·d皮下注射+阿仑膦酸钠4mg/kg·d灌胃;GC+甲状旁腺激素(PTH)组:甲泼尼龙琥珀酸钠2.5mg/kg·d皮下注射+rPTH80μg/kg·d皮下注射。所有动物喂养3个月后处死。采用双能X线骨密度仪检测大鼠腰椎和股骨骨密度,用骨形态计量学方法分析大鼠股骨力学参数,收集外周血检测抗酒石酸酸性磷酸酶和骨钙素。细胞实验:将原代培养大鼠成骨细胞分为对照组;GC组:地塞米松(Dex)10-5mol/L;阿仑膦酸钠(ALN)组:ALN10-7mol/L;PTH组:人重组PTH1-3410-7mol/L;GC+ALN组:Dex10-5M+ALN10-7mol/L;GC+PTH组:Dex10-5mol/L+PTH10-7mol/L;分别采用MTT、碱性磷酸酶活性检测和茜素红染色法观察各组成骨细胞的增殖、分化和矿化情况;采用Real-timePCR检测各组成骨细胞FGF23和SOST基因表达情况。结果动物实验结果显示,GC组大鼠腰椎骨密度(0.232±0.021)和股骨骨密度(0.203±0.018)较各自对照组(0.247±0.03和0.226±0.037)明显降低(P<0.05);GC+ALN组股骨骨密度(0.224±0.03)和GC+PTH组腰椎骨密度(0.271±0.018)较GC组明显升高(P<0.05)。与对照组相比,GC组骨小梁容积、骨形成率、矿化沉积率和血BGP明显降低(P<0.05),破骨细胞表面积和血TRAP5b明显升高(P<0.05)。GC+PTH组骨小梁容积显著增加(P<0.05),GC+ALN组骨小梁容积与对照组持平。与GC组相比,GC+PTH组骨形成率和血BGP明显升高(P<0.05),GC+ALN组矿化沉积率升高(P<0.01),破骨细胞表面积和血TRAP5b降低(P<0.05)。细胞实验结果显示,GC可降低成骨细胞的增殖率和碱性磷酸酶活性,减少矿化结节形成(P<0.05),GC+PTH和GC+ALN使碱性磷酸酶活性升高至对照组水平,但PTH能著抑制矿化,ALN促进矿化。Realtime-PCR结果提示经GC干预后骨硬化蛋白(SOST)和纤维生长因子23(FGF23)表达显著升高(P<0.05),PTH抑制SOST表达(P<0.01),ALN抑制SOST和FGF23的表达(P<0.05)。结论过量GC可增加SOST和FGF23表达,与糖皮质激素性骨质疏松的骨形成降低和骨矿化受损有关。PTH和ALN可提高骨量,改善骨强度;PTH可降低SOST表达,促进骨形成;ALN可降低FGF23表达,促进骨矿化。     

WISP1与骨质疏松症关系的研究进展

骨质疏松症(osteoporosis,OP)的病因主要为由成骨细胞(osteoblast,OB)介导的骨形成与由破骨细胞(osteoclast,OC)介导的骨吸收之间的平衡失调,骨形成/骨吸收比例降低,导致进行性骨丢失。Wnt1诱导信号通路蛋白1(Wnt1-inducible signaling pathway pro...     

干扰Wnt1基因表达对乳腺癌细胞侵袭、迁移能力的影响

目的探讨干扰Wnt1基因表达对乳腺癌细胞侵袭、迁移的影响及可能的作用机制。方法采用RNA干扰技术下调Wnt1基因表达,实验分为对照组(未做处理的细胞)、shRNA NC组(转染siRNA-NC)、shRNA Wnt1组(转染siRNA-Wnt1)。细胞划痕实验检测细胞的迁移能力,Transwell法检测细胞的侵袭能力,免疫印迹实验(Western印迹)观察细胞中Wnt1、β-连环蛋白(β-catenin)、细胞周期素(cyclin)-D1蛋白的表达量。结果转染siRNA-Wnt1到MCF-7细胞后,Wnt1蛋白的表达量受到显著抑制(P0.05);细胞的侵袭、迁移能力受到显著抑制(P0.05);β-catenin、cyclin-D1蛋白的表达下调(P0.05)。结论干扰Wnt1基因表达可以抑制MCF-7细胞的迁移和侵袭,其机制可能与Wnt1/β-catenin信号通路及其下游靶基因cyclin-D1蛋白表达下调有关。     

结缔组织生长因子与骨形成蛋白-9在骨代谢中的研究进展

<正>结缔组织生长因子(CTGF)是一种细胞外基质分泌蛋白,生理状态下,在心、脑、肝、肾等组织器官中呈基础量表达,病理状态下,如在某些增生性或纤维性疾病中,CTGF过度表达与疾病的发生发展紧密相关。CTGF调节细胞功能多样化,参与体内多种病理生理过程,如胚胎发育、雌性生殖系统、恶性肿瘤、纤维化疾病等。CTGF是骨形态发生蛋白(BMPs)信号通路的靶基因,可作用于BMPs信号通路〔1〕,而BMP-9是已知BMPs中     

骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在心脏发育及生物起搏中的研究进展

心脏胚胎发育过程由骨形态发生蛋白(BMP)、Wnt、Notch等信号通路共同调控,其中BMP和Wnt信号通路是心脏胚胎发育过程中两条重要的信号通路。BMP通过由转化生长因子-β超家族转导的Smad和TAK1两条信号途径诱导胚胎干细胞向心肌细胞分化。Wnt信号通路对胚胎发育、细胞极性决定、细胞特异性分化、心血管系统发育具有重要的调控作用,在心脏胚胎发育早期促进中胚层的形成,在后期抑制其向心肌细胞分化;但这两条信号通路共同诱导干细胞向心肌细胞分化的效率高于BMP或Wnt信号通路的诱导效率。BMP和Wnt信号通路共同诱导干细胞分化的心肌细胞,不仅为药物实验、心脏疾病研究提供体外模型,而且也为构建生物起搏器提供重要基础。     

高表达碳酸酐酶1参与骨化过程的研究

目的 碳酸酐酶1不仅可以催化二氧化碳水化反应,还可以加速碳酸钙的形成,而钙沉淀是新骨形成的重要步骤.本研究以培养细胞为模型探索碳酸酐酶1在骨形成过程中的作用.方法 用成骨诱导培养基(OM)诱导骨肉瘤细胞Saos-2钙化,然后用茜素红染色法观察细胞矿化结节的形成,用荧光定量聚合酶链反应(PCR)检测细胞骨化标志蛋白核心结合蛋白因子2(Runx2)、成骨细胞特异性转录因子(OSX)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素和骨涎蛋白(BSP)的表达.用蛋白印迹法和荧光定量PCR检测细胞钙化前后碳酸酐酶1的表达量的变化.用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺处理Saos-2细胞,观察细胞钙化过程是否被抑制.2组间比较采用t检验,不同时间点的统计学分析采用重复测量的方差分析.结果 Saos-2 细胞在OM诱导后形成大量矿化结节(0.68±0.03与2.76±0.13,P＜0.01),Runx2、ALP、骨钙素、OSX和BSP 转录水平明显升高,显示OM可诱导Saos-2细胞钙化和骨化.Saos-2细胞钙化后碳酸酐酶1表达明显增高(0.25±0.03与0.94±0.06,P＜0.01).Saos-2细胞经乙酰唑胺处理后,碳酸酐酶1的表达量减少(1.09±0.05与0.55±0.07,P＜0.05),矿化结节形成明显减少(2.76±0.13与2.19±0.07,P＜0.01),骨化标志蛋白的表达也明显下降,说明抑制碳酸酐酶1表达可以抑制Saos-2细胞矿化和骨化过程.结论 碳酸酐酶1在新骨形成过程中起着重要作用.     

噻唑烷二酮类药物对骨骼的影响及其机制

噻唑烷二酮类(TZDs)药物是一种过氧化物酶体增殖物活化受体(PPAR)-γ激动剂,可减轻胰岛素抵抗,降低血糖,在2型糖尿病的治疗中发挥重要作用.动物实验显示其可抑制成骨细胞分化,降低骨形成,从而减少骨量.临床研究也显示其可降低患者骨密度,增加骨折发生率.其降低骨量的机制目前尚不明确,考虑与如下因素有关:降低Runt相关转录因子(Runx)2和osrerix的表达,抑制成骨细胞分化;下调其他与骨形成相关的细胞因子及信号分子的表达;抑制骨钙素基因的表达;加速成骨细胞凋亡.     

Dickkopf-1对肝细胞癌的诊断价值及其研究进展

<正>2012年我国Shen等[1]首次报告Dickkopf-1(DKK-1)可与AFP互补提高肝细胞癌(HCC)诊断率,引起了广泛的反响。DKK-1是从非洲蟾蜍中编码的一种分泌蛋白,由259个氨基酸组成,分子量40000的基因,该蛋白诱导胚胎的头部区,是胚胎时期头部形成的诱导子和Wnt信号传导通路的抑制因子。以后发现许多动物和人也表达DKK-1。其与Wnt传导通路有关。但详细机理尚不十分清楚。Wnt是一个原癌基因家族,与肿瘤发生密切相关。Wnt信号传