Osterix：与成骨细胞分化和骨形成有关的转录因子

Osterix(Osx)是一种新发现的与成骨细胞分化和骨形成有关的转录因子，只在发育的骨组织中特异性表达。Osx基因剔除的Osx(-／-)小鼠完全丧失骨形成能力。Osx(-／-)小鼠／胚胎间叶细胞仍能正常表达Runx2，Osx可能位于成骨细胞分化路径中Runx2的下游，前成骨细胞分化为成熟的成骨细胞需要Osx的存在。同时Osx可能是转录因子Sox9和软骨细胞的一种负向调控子，可阻止骨／软骨祖细胞向软骨细胞的分化。     

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.     

线粒体MnSOD对MnSOD-Tg小鼠钙化模型的血管ALP活性和转录因子表达的影响

目的:观察线粒体锰超氧化物歧化酶(MnSOD)对MnSOD-Tg小鼠钙化模型的血管碱性磷酸酶(ALP)活性、转录因子:Runx2和成骨细胞特异性转录因子Osterix表达水平的影响。方法:选取野生型(WT)、MnSOD-Tg小鼠各20只,分别作为WT组和MnSOD-Tg组,并建立小鼠血管钙化模型。比较分析两种小鼠血管ALP活性、Runx2和转录因子Osterix表达水平之间的差异。结果:造模成功后,与WT组比较,MnSOD-Tg组ALP活性[(75.89±4.17)比(61.32±3.12)]、Runx2[(0.928±0.016)比(0.694±0.007)]和转录因子Osterix表达水平[(0.472±0.036)比(0.257±0.013)]均显著降低,P均0.01。结论:锰超氧化物歧化酶可能通过降低血管碱性磷酸酶活性、Runx2和转录因子Osterix的表达水平,起到改善动脉粥样硬化的作用。     

Cbfα1:成骨细胞分化的关键转录因子

核心结合因子α1(Cbfα1)是从属于runt结构域基因家族的转录因子 ,可结合于小鼠骨钙素基因 2启动子区成骨细胞特异顺式作用元件 ,并激活该基因的转录 ,此外Cbfα1还可调节成骨细胞中多个基因的表达。研究发现 ,Cbfα1过两个阶段发挥对骨形成的调节作用 :其一为胚胎期骨细胞的界定 ,其二为出生后成骨细胞的进一步分化、成熟。另外 ,Cbfα1可能通过影响核因子κB受体活化因子配体 (RANKL)的mRNA水平而调节破骨细胞的骨吸收功能。因此Cbfα1是调节成骨细胞分化和骨形成的关键转录因子。     

Cbfα1：成骨细胞分化的关键转录因子

核心结合因子α1(Cbfα1)是从属于runt结构域基因家族的转录因子，可结合于小鼠骨钙素基因2启动子区成骨细胞特异顺式作用元件，并激活该基因的转录，此外Cbfα1还可调节成骨细胞中多个基因的表达。研究发现，Cbfα1通过两个阶段发挥对骨形成的调节作用：其一为胚胎期骨细胞的界定，其二为出生后成骨细胞的进一步分化、成熟。另外，Cbfα1可能通过影响核因子出受体活化因子配体(RANKL)的mRNA水平而调节破骨细胞的骨吸收功能。因此Cbfα1是调节成骨细胞分化和骨形成的关键转录因子。     

多发性骨髓瘤成骨细胞活性和Runx2的表达

目的 研究多发性骨髓瘤(MM)患者间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞(OB)分化过程中Runx2的表达,探讨MM骨形成障碍的机制.方法 以4例有明显骨质破坏的MM患者为研究对象,2例缺铁性贫血和1例特发性血小板减少性紫癜为对照,体外诱导MSCs向OB分化,采用CCK-8试剂盒检测MSCs向OB分化过程中的增殖能力,以平均光密度值(AOD)表示;碱性磷酸酶(ALP)染色和钙结节(Von-Kossa)染色检测MSCs的OB形成能力,分别以IOD sum/Area sum值和平均钙结节个数表示;逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测MSCs向OB分化过程中Runx2的表达,以Runx2/GAPDH平均光密度值表示.结果 在MSCs向OB分化过程中,MM患者MSCs的增殖能力、ALP表达、钙结节形成能力、Runx2表达均明显低于对照组(P＜0.01).结论 MM患者骨髓MSCs向OB分化过程中的增殖能力和OB形成能力均下降,可能与Runx2的表达减低有关.     

Cbfα1基因与骨代谢的关系

核结合因子α1(Cbfα1)编码成骨细胞的特异性转录因子.Cbfα1不仅促进成骨细胞的分化及骨形成,而且参与了软骨细胞的发育与分化过程.此外,Cbfα1还可调节骨保护素的表达,从而抑制破骨样细胞的形成和骨吸收.多种细胞因子可影响Cbfα1的活性和表达.由于Cbfα1既可抑制骨吸收,又可促进骨形成,因此将骨吸收和骨形成两个不同的过程连接起来.研究Cbfα1基因表达的调节并确定增加其表达的因子,为治疗骨质疏松和骨畸形提供了新的手段.     

Cbfα1基因与骨代谢的关系

核结合因子α1(Cbfα1)编码成骨细胞的特异性转录因子。Cbfα1不仅促进成骨细胞的分化及骨形成，而且参与了软骨细胞的发育与分化过程。此外，Cbfα1还可调节骨保护素的表达，从而抑制破骨样细胞的形成和骨吸收。多种细胞因子可影响Cbfαl的活性和表达。由于Cbfα1既可抑制骨吸收，又可促进骨形成，因此将骨吸收和骨形成两个不同的过程连接起来。研究Cbfα1基因表达的调节并确定增加其表达的因子，为治疗骨质疏松和骨畸形提供了新的手段。     

老年骨质疏松患者股骨Runt相关转录因子2水平与骨密度的关系

目的探讨老年骨质疏松Runt相关转录因子(Runx)2水平与骨密度的关系。方法对19例老年骨质疏松(PO组)患者股骨干骨组织Runx2表达水平进行检测,并与11例无骨质疏松的创伤性骨折者(非PO组)比较。结果两组Runx2均于骨折后5~7 d于手术中获得。PO组Runx2表达值低于非PO组(P0.05),并且PO组Runx2水平与骨密度具有相关性。结论骨质疏松患者前成骨细胞分化为成骨细胞的能力下降。     

Runx2与骨生长发育

近年来对runt相关基因(Runx)家族的研究取得了明显进展。Runx家族蛋白由Runx1、Runx2和Runx3组成，都有一个DNA结合结构域runt，该结构域与果蝇的成对控制(pairrule)基因runt序列同源。Runx蛋白在多种细胞谱系中发挥重要作用，RunxI参与造血干细胞分化，Runx3在胃上皮细胞调控中发挥重要作用，而Runx2在成骨细胞(osteoblast，OB)分化、软骨细胞成熟及骨基质蛋白的产生等中发挥重要作用。现就Runx2在骨发育中的作用作一综述。     

补骨脂素对成骨细胞核因子-κB受体激活配体和骨保护素表达的影响

目的研究补骨脂素(psoralen,PSO)对体外培养的小鼠成骨细胞(OB)分化及核因子-κB受体激活配体(receptor activator of nuclearfactor-κB ligand,RANKL)和骨保护素(osteoprotegerin,OPG)表达的影响。方法取第1代BALB/c小鼠颅盖骨成骨细胞,将PSO以0.1、1、10μmol/L3种浓度分别加入新生大鼠颅骨成骨细胞培养液中,MTT法观察各组药物对成骨细胞的增殖作用并绘制细胞生长曲线;用PNPP法测定成骨细胞内碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性;RT-PCR法检测成骨细胞OPG和RANKL的转录水平。结果细胞生长曲线显示各组成骨细胞数量均随时间延长而增加,中、高浓度PSO能显著提高成骨细胞的ALP活性,促进OPG、RANKL的表达(P<0.05),OPG/RANKL升高(P<0.05)。结论低浓度PSO(0.1μmol/L)对骨更新作用不明显,而中、高浓度PSO(1、10μmol/L)能通过上调OPG、RANKL mRNA表达及OPG/RANKL比例,促进成骨细胞的生成功能,增强骨更新。     

多发性骨髓瘤患者骨髓间充值干细胞向OB分化中的Runx2表达及体外造血机制

目的探讨多发性骨髓瘤(MM)患者骨髓间充质干细胞(MSCs)向成骨细胞(OB)分化中的Runx2表达及MSCs体外造血机制。方法采用流式细胞术与Von-cosa染色分别检测OB的增殖与形成能力,RT-PCR方法检测MSCs向OB分化中的Runx2表达与MSCs造血因子表达,应用甲基纤维素与MSCs进行常规培养检测MSCs体外造血的能力。结果 OB的增殖能力显著低于对照组,观察组IOD sum/Area sum值与平均钙结节数均显著低于对照组(均P<0.05);MM患者在MSCs诱导前Runx2表达显著低于MSCs诱导后,观察组Runx2平均光密度显著低于对照组(均P<0.05);RT-PCR法可检测白细胞介素(IL)-6、单核细胞集落刺激因子(M-CSF)与肝细胞生长因子(SCF)在MSCs中的表达,而血小板生长因子(TPO)与粒细胞集落刺激因子(GM-CSF)未见表达;MM患者与正常体检者细胞集落产量之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 Runx2的表达减弱可能导致MM患者OB的增殖与形成能力的减弱,MM患者与正常MSCs体外造血的能力无显著差别,联合自体MSCs造血干细胞移植在MM诊治中具有临床应用价值。     

miR-21通过调节TGF-β/activin信号通路影响人骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的机制

目的 研究miR-21调控转化生长因子(TGF)-β/activin信号通路对人骨髓间质干细胞(BMSCs)分化为成骨细胞的影响。方法 将BMSCs培养后分为空白对照组(无转染)、miR-21过表达组(转染miR-21 mimics)及miR-21敲低组(转染miR-21 inhibitor)后对细胞进行转染，TGF-β/激活蛋白(activin)信号通路上miR-21的靶基因为TGF-β受体Ⅱ(TGF-βR2)、TGF-β1,RT-PCR检测miR-21、TGF-βR2、TGF-β1、骨特异性转录因子(Runx2)、成骨细胞特异基因(Osterix)mRNA;Western印迹检测TGF-βR2、TGF-β1、Runx2、Osterix蛋白；检测成骨细胞钙沉积、碱性磷酸酶(ALP)活性及骨桥蛋白(OPN)的表达。结果 与空白对照组相比，miR-21过表达组中TGF-β1与TGF-βR2 mRNA及蛋白的表达均显著上升(P<0.05),而miR-21敲低组中TGF-β1与TGF-βR2 mRNA及蛋白的表达显著降低(P<0.05)。miR-21与TGF-β1、TGF-βR2...     

泛素连接酶在骨形成调节中的作用

泛素-蛋白酶体系统是维持细胞内蛋白质稳态和功能的重要调节途径,泛素化参与调节细胞的增生、分化和存活,泛素化调节异常可导致代谢性骨病、肿瘤等疾病的发生。越来越多的证据表明泛素-蛋白酶体系统参与调控成骨细胞功能和骨形成。泛素连接酶(E3 ubiquitin ligases,E3)作为泛素和底物蛋白之间的衔接分子可特异性识别底物,在骨形成相关蛋白调节和骨转换过程中具有重要的意义。既往研究表明E3连接酶通过介导酪氨酸激酶受体、信号蛋白和转录因子等参与成骨细胞增生、分化、存活和骨形成的调节。Smurf1、Cbl和SCFβ-Tr CP等E3连接酶可特异性介导Runx2、MEKK2、Jun B、β-catenin、Gli2、ATF4等成骨细胞分化重要调节蛋白的降解,抑制成骨功能。E3连接酶作为促进骨形成和减少骨丢失理想的治疗靶标,具有广阔的研究前景。本文对E3连接酶在骨形成调节中的作用及机制进行回顾和总结。     

Cbf与骨代谢

核结合因子(Cbf)是一个与runt基因高度同源的转录因子家族,Cbfα1促进成骨细胞分化并影响分化后成熟成骨细胞的功能,促进软骨细胞成熟和破骨细胞的生成。Cbfβ对维持正常骨骼发育也有作用。Cbfα1调节多种成骨基因的表达,同时本身也受多种因素的调控。对Cbfα1调节的基因及调节Cbfα1的基因的进一步研究,将会为探讨骨代谢疾病的发生机制及相关治疗带来新的方向。     

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．     

冬凌甲草素在体外促进成骨分化和抑制破骨形成及其机制研究

目的研究冬凌甲草素对成骨细胞分化和破骨细胞形成的作用及分子机制。 方法从SD大鼠股骨和胫骨中分离出骨髓间充质干细胞和骨髓单核细胞,培养于含10%胎牛血清的α-MEM培养基,细胞80%~90%汇合后采用不同浓度的冬凌甲草素（0、1、2、3、4 μM）进行分组干预,CCK-8法及活死染色检测不同浓度的冬凌甲草素对间充质干细胞及骨髓单核细胞活力的影响;通过碱性磷酸酶（ALP）染色、茜素红染色、ALP活性的测定以及TRAP染色检测冬凌甲草素对成骨和破骨分化的影响;qRT-PCR检测wnt1、β-catenin、Runx2、ALP、collage-1(col-1)、骨钙蛋白(OCN)、TRAP、c-Fos、NFATc1和CTSK的表达;Western-blot及免疫荧光检测wnt1、β-catenin、ALP、col-1、OCN、Runx2、核因子κB受体活化因子配体（RANKL）、骨保护素（OPG）、GSK-3β、p-GSK-3β的表达。 结果（1）与对照组比较,冬凌甲草素（2 μM）具有促进间充质干细胞向成骨细胞分化和提高ALP活性的作用;（2）冬凌甲草素可以促进wnt1、β-catenin、Runx2的表达,在加入Wnt/β-catenin/TCF通路选择性拮抗剂ICG-001后,成骨相关标志物表达下降。（3）冬凌甲草素可以促进OPG而抑制RANKL的表达。（4）冬凌甲草素可以直接或间接抑制破骨相关基因TRAP,NFATc1和c-Fos的表达。 结论冬凌甲草素可能通过Wnt/β-catenin信号通路促进骨髓间充质干向成骨细胞分化,同时,它还可能抑制RANKL介导的破骨细胞的形成。     

不同形式运动对胰岛素抵抗小鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化能力的影响研究

目的探讨在T2DM的发生发展中胰岛素和运动对成骨细胞的影响。方法选取40只6周龄雄性C57BL/6小鼠为研究对象,按体重分为正常对照组(NC,n=10)和高脂组(HF,n=30),高脂饲料喂养12周构建IR模型。建模成功后,HF组按体重分为IR组(n=9)、IR+跑台组(IR+RT,n=10)和IR+爬梯组(IR+LS,n=10),随后进行为期12周的运动干预。提取小鼠右腿胫骨骨髓间充质干细胞(BMSC)进行体外培养,菌落形成单位(CFU)法检测其增殖情况;RT-PCR检测BMSC中碱性磷酸酶(ALP)、锌指结构转录因子(Osterix)、激活转录因子4(ATF4)、骨钙素(OCN)、骨桥蛋白(OPN)、Runt相关转录因子2(Runx2)、CCAAT/增强子结合蛋白(CEBP)和核因子κB受体活化因子配体(RANKL)mRNA的表达。结果 CFU实验结果显示,IR+RT组六孔板的成骨细胞数目最多。BMSC中基因检测发现,与NC组比较,IR+RT组ALP、Osterix、OCN、OPN mRNA表达上调(P0.05),IR+LS组Osterix和OCN mRNA(P0.05)、OPN mRNA(P0.01)表达上调;与IR组比较,IR+RT组和IR+LS组OCN mRNA表达上调(P0.05);与IR+RT组比较,IR+LS组ATF4 mRNA表达上调(P0.05)。结论有氧运动和负重运动均可改善IR小鼠BMSC向成骨细胞分化的能力,在分化早期阶段有氧运动的影响更显著。     

结缔组织生长因子与软骨细胞及成骨细胞的增殖分化

肥大带软骨细胞和功能活跃的成骨细胞均可高水平表达结缔组织生长因子(CTGF),CTGF可促进软骨细胞和成骨细胞的增殖,促进软骨细胞(如X型胶原)和成骨细胞相关表型(如碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原)的发生,在骨和软骨的发育以及骨量维持方面发挥重要作用。另外,CTGF还参与了骨折愈合及病变软骨的修复过程。转化生长因子-β、前列腺素E2等可能参与了CTGF基因表达的调控。