ENaC参与盐皮质激素醛固酮调控成骨功能及其分子机制的研究

The Aldosterone(Aldo) is an important Steroid hormones involved in the water -salt metabolism. It is found that abnormal Aldo may result in osteoporosis, while the correlation between water-salt metabolism and bone metabolism remained indefinite，which has important basis and clinical significance. ENaC is an important protein of water & salt metabolism, and is involved in the regulation of Aldo on transmembrane exchange of Na+. Our previous study found the presence of epithelial sodium channel (ENaC) electrophysiological activity, and gene & protein expression in osteoblasts (Ob), moreover, ENaC participate in regulation of bone function by estrogen, glucocorticoid and cGMP, which reveal the role of ENaC in the regulation of bone metabolism. Therefore, we speculate that Aldo may regulate ENaC to affect bone metabolism. To prove this hypothesis, we will be in-depth study: ①Effects of Aldo regulate osteogenesis function on Ob; ②To investigate the mechanism of Aldo regulate ENaC on osteogenesis function; ③To examine the changes of Aldo and bone mass in rat model of osteoporosis. Clarify the above problems will reveal the relationship between water-salt metabolism and bone metabolism, and provide a new clue for prevention and treatment of osteoporosis.

醛固酮(Aldo)是调节机体水盐代谢的重要甾体激素，近来发现其异常可导致骨代谢紊乱和骨丢失，目前对水盐代谢与骨代谢的相关性研究很少，阐明二者的关联及作用机制具有重要的基础和临床意义。上皮钠离子通道(ENaC)是维持水盐代谢的重要通道蛋白，Aldo通过ENaC调控Na+的跨膜交换，而我们的前期研究证实成骨细胞(Ob)上有ENaC电流、基因和蛋白表达，并参与雌激素、糖皮质激素、cGMP等对Ob成骨功能的调控，提示Ob存在与ENaC相关的骨代谢调节新途径。因此我们推测Aldo可能通过调节ENaC参与骨代谢，为证实此假设，本项目将深入研究：1. Aldo对Ob及其功能的影响；2. ENaC介导Aldo调控Ob成骨的分子机制；3.骨质疏松模型大鼠的Aldo/骨量变化。阐明上述问题将从新的视角明确Aldo介导ENaC调控Ob功能的分子机制，揭示水盐代谢与骨代谢的关系，为骨质疏松防治提供新思路和新靶点。

醛固酮（Aldosterone，Aldo）是肾素-血管紧张素-醛固酮系统的终产物，负责调节体内水盐平衡，多项研究表明其不仅与心血管疾病和肾脏疾病的发生发展有关，也影响骨代谢；上皮钠离子通道（Epithelial sodium channel, ENaC）是Aldo调节水盐代谢的主要分子靶点，课题组前期研究已证实ENaC参与调节骨代谢，提示Aldo对骨代谢的影响可能通过ENaC实现，本项目基于此设想开展研究，取得成果如下：.①探讨Aldo干预对成骨细胞（Osteoblast，Ob）的影响：Aldo在一定浓度范围内能明显促进Ob增殖，并上调Ob骨形成活性相关标志物的mRNA和蛋白表达水平，这种促成骨作用与ENaC的表达上调趋势一致，说明Aldo对Ob的影响可能与ENaC的功能活性有关。.②阐明Aldo影响Ob功能的分子机制：将Aldo和（或）醛固酮竞争性抑制剂螺内酯/ENaC特异性阻滞剂阿米洛利分别长时（24 h）、短时（3 h）作用于Ob，证实Aldo不仅能通过盐皮质激素受体介导的基因组途径调控ENaC而影响Ob功能，也能通过快速的非基因组途径影响ENaC而参与调节骨形成，且这种非基因组调控途径可能与第二信使cGMP信号通路（cGMP/pKGⅡ/ENaC）有关。.③研究Aldo水平变化在骨质疏松（Osteoporosis，Op）模型大鼠骨代谢中的作用：去卵巢法构建的绝经后Op模型大鼠血清Aldo水平明显升高、血清生化标志物检测和骨形态学分析均呈现高骨转换状态，应用螺内酯后大鼠血清Aldo水平明显回落、骨高转换状态明显扭转，有效预防骨量丢失和骨微结构破坏，并改善骨生物力学性能；与阳性药物雌激素对比，螺内酯未对子宫产生显著影响。证实机体内Aldo水平变化可能是绝经后Op的病因之一，而螺内酯能够预防去卵巢造模引起的大鼠骨丢失和骨结构改变，具备预防绝经后骨质疏松症的药效潜力。.综上，我们的研究证实Aldo具有以ENaC为主要靶点调节成骨细胞功能和骨代谢的作用，为解释绝经后骨质疏松症的发病机制提出新思路，并指出从Aldo/ENaC靶点角度开发防治代谢性骨病相关药物的新策略。