基于TGF-β/Smad-ERK信号级联研究"阴阳互济"与骨质疏松BMSCs成骨与成脂分化平衡的机制

One of the important reasons of postmenopausal osteoporosis（PMOP）is that the dysfunction of osteogenic differentiation of bone mesenchymal stem cells（BMSCs）causing by the imbalance between osteogenesis and adipogenesis.While the TGF-β/Smad-ERK signal pathway is the convergence point of multiple factors on BMSCs osteogenesis and adipogenesis stimulating intracellular signaling. In Traditional Chinese Medicine(TCM), kidney deficiency is the primary cause of PMOP. Zuogui Wan and Yougui Wan ,based on the rule of Yin and Yang mutual aid, could effectively intervene PMOP.Futhermore, prliminary studies showed that Zuogui Wan could availably prevent PMOP by impacting the cross talk of MAPK-Smad signaling . Consequently,from the point of holism of TCM, by means of the research strategy of signal transduction network,with TGF-β/Smad-ERK signal pathway as the entry point ,with the BMSCs from ovariectomized model resulting in PMOP to be the objects,by applying the MicroCT, immunocytochemistry, Western blot,QPCR,RNAi skills ,the project will study on the affecting of TGF-β/Smad-ERK signaling cross talk related proteins and target genes of on the process of Chinese medicine of Yin and Yang mutual aid intervening the balance between osteogenesis and adipogenesis in the level of whole,organ,cell and molecule , deeply explore the molecular mechanism of Yin and Yang mutual aid ,simultaneously provide new methods for enriching theory of therapy of PMOP.

骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨分化功能障碍、成骨与成脂分化失衡是绝经后骨质疏松症（PMOP）发生的重要原因之一，TGF-β/Smad-ERK信号途径是影响BMSCs成骨与成脂分化多种因素激发胞内信号的会聚点。中医学认为肾虚是PMOP发生的根本原因，基于肾之阴阳互济法的左归丸及右归丸均可有效干预PMOP。前期研究发现左归丸可干预MAPK-Smad信号级联而有效防治PMOP。本项目从中医整体观角度，借助信号转导网路研究策略，以TGF-β/Smad-ERK信号途径为切入点，以去卵巢PMOP模型和PMOP状态下BMSCs为研究对象，运用MicroCT、免疫细胞化学、Western blot、QPCR、RNAi等技术，从整体、器官、细胞、分子水平研究肾之阴阳互济中药对成骨与成脂分化平衡过程中该信号级联相关蛋白及靶基因的影响，深入探讨阴阳互济的分子机制，为丰富PMOP治法理论提供新的思路方法。

骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化功能障碍,其成骨与成脂分化失衡是绝经后骨质疏松症 (PMOP)发生的重要原因之一, TGF-β/Samd -ERK信号途径是影响BMSCs成骨与成脂分化多种因素激发胞内信号的汇聚点。本项目以PMOP模型，及PMOP状态下BMSCs为研究对象，以TGF-β/Smad-ERK信号途径为切入点，运用现代生物学技术，研究肾之阴阳互济中药对成骨与成脂分化平衡过程中骨、髓不同部位TGF-β/Smad-ERK信号级联相关基因与蛋白表达的内在联系与反馈机制，明确肾之阴阳互济法调控PMOP的BMSCs的成骨与成脂分化平衡的机制。研究结果表明：①左、右归丸及其拆方即共同药、滋阴药，补阳药，均可促进成骨细胞分化、促进骨形成和骨重建，有效防治PMOP；左归丸优于右归丸、共同药、滋阴药、补阳药。②左归丸与右归丸可有效改善PMOP大鼠脂代谢紊乱，调控骨髓成骨与成脂分化平衡，肾精亏虚是绝经后脂质代谢紊乱的病因病机之一；比较研究表明，左归丸偏于调控骨形成、右归丸偏于调控成脂分化，二者均优于拆方各组。③骨组织中TGF-β1及其受体TβRⅠ、TβRⅡ，和转导蛋白Smad2/3/4蛋白表达水平的下调，抑制型蛋白Smad7蛋白表达水平的升高，可能是PMOP发生的重要机制之一；左、右归丸及其拆方促进TGF-β信号通路中TGF-β1及其受体TβRⅠ、TβRⅡ，及其下游信号转导分子Smad2/3/4蛋白的表达，并下调了抑制型Smad7蛋白的表达。④PMOP大鼠BMSCs的成骨增殖与分化能力下降、成脂分化增强；左、右归丸及其拆方可促进PMOP大鼠BMSCs增殖和分化，并且左、右归丸促进BMSCs成骨、成脂分化作用较其拆方更佳，左归丸偏于调控PMOP大鼠BMSCs的成骨分化、右归丸偏于调控PMOP大鼠BMSCs的成脂分化。⑤左、右归丸及其拆方调控PMOP大鼠BMSCs成骨与成脂分化可能是通过调节或者改善ERK信号通路完成的。本项目通过探究肾之“阴阳互济”与PMOP的BMSCs成骨与成脂分化平衡过程中TGF-β/Smad-ERK信号级联有关基因与蛋白质之间的系统的、有规律的联系，明确肾之“阴阳互济”的分子作用机制，为寻找中医药有效干预BMSCs成骨与成脂分化平衡的有效靶点提供分子生物学实验依据。