RAMP1介导CGRP通过MAPK信号通路调控成骨细胞增殖和分化的实验研究

Calcitonin gene-related peptide (CGRP) is a sensory nerve-derived polypeptide located in the region of higher osteogenic activity. Our previous studies found that high CGRP expression has positive correlation to callus healing and mineralization during mandibular bone defect healing process. Vitro experiments have confirmed that CGRP can promote the proliferation and differentiation of osteoblasts.?Receptor activity modifying protein 1 (RAMP1), one of the components of protein CGRP receptor, whose overexpression can enhance the level of CRLR. But it has not yet been clearly illustrated as to how RAMP1 influences the binding of receptor and ligand, regulates intracellular downstream signaling pathways, and affects bone wound healing mechanism.By adopting lentiviral transfection and RNAi technologies, we study respectively the role of RAMP1 in regulating CGRP's receptor component proteins under the status of overexpression and low expression in vitro experiments, and we also study the influence of regulation mechanism of RAMP1 mediated CGRP to osteoblast's MAPK downstream signal transduction pathway by adjusting the concentration of Ca2+ and level of cAMP in cells. We provide in-depth study of the neural mechanisms of bone effects in order to better understand the CGRP's influence on osteoblasts the signaling pathways network, and clarify the molecular biological mechanism of CGRP promoting fracture healing.

降钙素基因相关肽（CGRP）是分布于成骨活性较高区域的一种感觉神经源性多肽，我们前期研究发现在下颌骨骨缺损愈合过程中，CGRP高表达与骨痂的愈合及矿化水平正相关，在体外实验中证实CGRP能促进成骨细胞的增殖和分化。受体活性修饰蛋白（RAMP1）是CGRP受体的组成蛋白之一，过表达可促进降钙素受体样受体（CRLR）的上调。但RAMP1如何通过影响受体与配体的结合，并对其细胞内下游信号通路进行调控，进而影响骨创伤愈合的机制尚未明确。本研究拟采用慢病毒转染和RNAi等技术，分别在体外实验中研究RAMP1在成骨细胞过表达和低表达的情况下对CGRP受体组分蛋白的调控机制，及RAMP1介导的CGRP通过调节细胞内Ca2+浓度和cAMP水平从而对其下游MAPK信号转导通路的影响。从而深入了解并揭示神经骨效应的机制，以期完善CGRP对成骨细胞的影响的信号通路，阐明CGRP促进骨折愈合作用的分子生物学机理。

降钙素基因相关肽（CGRP）是分布于成骨活性较高区域的一种感觉神经源性多肽，我们前期研究发现在下颌骨骨缺损愈合过程中， CGRP 高表达与骨痂的愈合及矿化水平正相关，在体外实验中证实 CGRP 能促进成骨细胞的增殖和分化。 受体活性修饰蛋白（RAMP1）是 CGRP 受体的组成蛋白之一，过表达可促进降钙素受体样受体（CRLR）的上调。但 RAMP1如何通过影响受体与配体的结合，并对其细胞内下游信号通路进行调控，进而影响骨创伤愈合的机制尚未明确。. 最新研究发现利用RNA干扰技术阻断CGRP受体RAMP1在MG-63细胞中表达后, CGRP促MG-63细胞的增殖效率会明显受到抑制。这说明CGRP的功能主要由其受体介导，而RAMPs的存在是CRLR发挥受体作用所必须的。最近研究发现CGRP能够促进小鼠BMSCs的成骨分化，且Hippo信号通路介导了CGRP作用于小鼠BMSCs成骨分化的过程。. 颌面部的创伤和骨折，在现代社会中越发常见。骨创伤愈合是一个受多种因子、信号、激素等精密调控的复杂的生理过程。其中，活性氧（Reactive oxygen species，ROS）的产生在骨折的发生及修复过程中起到重要的作用。CGRP能够减少H2O2 对MC3T3-E1成骨细胞活性的抑制；此外，我们在对饥饿条件下CGRP对小鼠MC3T3-E1成骨细胞凋亡、自噬的影响,以及两者之间关系和CGRP对成骨细胞的保护机制的研究中发现：血清饥饿诱导MC3T3-E1成骨细胞的凋亡和自噬；血清饥饿条件下CGRP能够显著刺激MC3T3-E1成骨细胞的自噬。这为CGRP在骨修复中的应用前景提供了新的证据，也为进一步揭示CGRP对成骨细胞的保护作用所涉及的机制提供新思路。. 在本课题基金资助下，已发表7篇文章，其中SCI论文2篇，中文核心5篇，培养博士1人，硕士5人。