骨源性神经肽Y对骨组织及其细胞的局部调控与作用途径的研究

There is increasing evidence for a contribution of the central neuropeptide Y (NPY) to the regulation of bone metabolism, but little attention was paid to the non-central osteogenic NPY which has been identified in bone cells. In our previous work, we have proved that the expression of NPY in bone and bone cells varies with the given stimulus conditions and bone cells themselves release NPY into the extracellular fluid, which enlighten us on the study about the actions of osteogenic NPY in bone. We conceive that osteogenic NPY acts as an autocrine and/or paracrine signalling molecule to regulate the bone and bone cells locally via its receptor. The purpose of the present research proposal is to obtain the reliable evidence for the local regulation of osteogenic NPY to bone and bone cells via its receptor by both in vitro and in vivo experiments using the receptor interventions and small interfering RNA (siRNA),and to get early insights into the relationships among these events including osteogenic NPY, receptor pathway, cellular biological effects and bone reaction. The present proposal will clarify the local actions of osteogenic NPY on bone and bone cells via the related receptor pathway. It is also expected to contribute to the development of a potential therapeutic target for bone diseases.

中枢神经肽Y（NPY）对骨代谢平衡具有重要的调控作用，而在骨组织细胞中发现NPY基因的表达提示非中枢的骨源性NPY的存在，但其对骨的作用尚不明确。申请人前期研究进一步证实在不同刺激条件下NPY在骨组织和骨细胞中存在差异表达，而且NPY可被骨组织细胞释放到细胞外液中，这启发我们深入NPY的功能探索并提出以下设想：骨源性NPY可能作为自分泌和/或旁分泌信号分子借助受体通路对骨组织及其细胞发挥局部调控作用。本项目拟进一步通过体内外实验，采用受体干预手段和小分子干扰（siRNA）等技术，旨在获得骨源性NPY/受体通路局部调控骨组织及其细胞的可靠证据，初步认识骨源性NPY、受体通路、细胞效应和组织反应的序列事件。本项目将阐明骨源性NPY通过受体介导对骨组织及其细胞的局部调控作用，为确立骨源性NPY为骨疾病治疗的新靶点提供科学依据。

中枢神经肽Y（NPY）对骨代谢平衡具有重要的调控作用，而在骨组织细胞中发现NPY基因的表达提示非中枢的骨源性NPY的存在，但其对骨的作用尚不明确。申请人前期研究进一步证实在不同刺激条件下NPY在骨组织和骨细胞中存在差异表达，而且NPY可被骨组织细胞释放到细胞外液中，这启发我们深入NPY的功能探索。本课题通过体外实验，以骨细胞MLO-Y4和成骨细胞MC3T3-E1作为研究对象，采用小分子干扰（siRNA）技术沉默NPY基因并通过载体构建过表达NPY基因，检测细胞生长、凋亡和标记性基因的表达变化，确定与NPY相关的生物学效应。结果显示：（1）正常骨细胞MLO-Y4和成骨细胞MC3T3-E1均表达NPYY1／Y2受体。MLO-Y4细胞与MC3T3-E1细胞表达NPYY1受体蛋白的荧光信号无明显差异，骨细胞Y2受体表达荧光信号比成骨细胞表达Y2受体信号强。暗示NPY受体途径存在的介导作用，该作用仍在研究中。（2）NPY基因沉默后两种细胞的生长活性均较正常细胞高，而NPY基因过表达后的两种细胞生长活性均较正常细胞有所降低，但两种干预措施后均保持与正常细胞一致的生长趋势，说明细胞表达NPY与细胞自身的生长活性呈负相关。（3）两种细胞的标记性基因和蛋白多与NPY基因的表达趋势一致。在MLO-Y4细胞中标记性基因DMP1，FGF-23，PHEX，MEPE与NPY表达趋势保持一致，而Sost、RANKL基因和蛋白与NPY的表达趋势相反；在成骨细胞中标记基因ALP，OC，OPG与NPY表达变化趋势一致，而RANKL基因、蛋白与NPY的表达趋势相反。在两种细胞中均检测到Smad1，Akt1的表达变化。NPY的表达变化引发与骨代谢密切相关因子的改变暗示了胞内NPY参与骨改建的可能性。其具体机制正在进一步深入研究，Smad1，Akt1可能是牵涉其中的信号因子。