OPG/RANKL系统介导Genistein调控VSMCs向成骨细胞分化的机制研究

Vascular smooth muscle cells (VSMCs) differentiation into osteoblasts (OB) is an important cause of arterial calcification. Genistein inhibits VSMCs differentiation, but its molecular mechanism is unclear. We found that: (1) Genistein regulates OPG expression of VSMCs, (2) Osteoclast-like cells (OLCs) regulates OB differentiation. We propose that Genistein inhibits VSMCs to OB differentiation, inhibits OLCs functions and reduces IGF-1 and TGF-β expression through OPG / RANKL system. The project is to investigate that OPG/RANKL is the mediated molecular of Genistein regulates VSMCs to OB differentiation by siRNA-OPG and adenovirus-OPG；Then to explore the molecular mechanism of OLCs regulation of VSMCs to OB differentiation by culturing VSMCs and OLCs cells together. Finally to study the effect of Genistein on arterial calcification in vivo by building OPG gene overexpression/knockout mice and establishing arterial calcification animal model. This project will provide a new theoretical basis for revealing the pathogenesis and prevention of arterial calcification.

血管平滑肌细胞（VSMCs）向成骨细胞（OB）分化是动脉钙化的重要原因，Genistein可抑制VSMCs分化，但其分子机制并不明确。我们前期研究提示：Genistein可调节VSMCs中OPG表达， OLCs可调控OB分化。据此，我们推测Genistein通过OPG/RANKL系统不仅直接抑制VSMCs向OB分化，而且通过调控OLCs功能，减少IGF-1和TGF-β表达来抑制VSMC分化。本项目拟采用病毒载体在VSMCs中降低和过表达OPG基因，阐明OPG/RANKL是Genistein调控VSMCs向OB分化的中介分子；将OLCs与VSMCs共培养，探讨OLCs调控VSMCs向OB分化的分子机制。构建OPG基因过表达/敲除小鼠，建立动脉钙化动物模型，研究Genistein在体内对动脉钙化的影响及其具体机制。本项目旨在揭示动脉钙化新的发病机制，为动脉钙化防治提供新的作用靶点和理论依据。

血管平滑肌细胞（VSMCs）向成骨细胞（OB）分化是动脉钙化的重要原因，Genistein可抑制VSMCs分化，但机制并不明确。我们发现Genistein可调节VSMCs中OPG表达， OLCs可调控OB分化。我们推测Genistein通过OPG/RANKL系统直接抑制VSMCs向OB分化，而且通过调控OLCs功能，影响IGF-1和TGF-β表达来抑制VSMC分化。.该项目的主要研究成果：1、完成了 Genistein通过OPG/RANKL系统调控VSMCs向成骨细胞分化的研究。⑴培养并鉴定了VSMCs，建立了钙化模型。研究Genistein对VSMCs钙化的影响。显示Genistein能够明显抑制VSMCs的钙化。⑵构建了Tnfrsf11b mus过表达慢病毒载体及LV3-OPG-309干扰慢病毒载体，并成功感染VSMCs。⑶完成了OPG在Genistein抑制VSMCs的钙化中的作用的研究。显示当OPG基因被封闭时，Genistein抑制细胞钙化的作用明显降低。2、完成了Genistein影响OLCs功能，通过释放TGF-β调控OPG/RANKL系统的研究。⑴培养并鉴定了OLCs，ELISA检测Genistein对OLCs分泌TGF-β1及IGF-1 的影响，显示：Genistein能刺激OLCs分泌TGF-β1及IGF-1。⑵检测TGF-β1及IGF-1 刺激 VSMCs后OPG的表达，显示TGF-β1及IGF-1 均能刺激 VSMCs分泌OPG，但TGF-β1的效果更明显。⑶用TRANSWELL法建立OLCs与VSMCs共培养模型，研究OLCs对VSMCs钙化的影响，显示当TGF-β1抑制后，Genistein升高OPG的作用减弱，导致其抑制钙化的功能下降。3、完成了 Genistein通过Wnt/β-catenin通路调控 OPG的研究。⑴研究Genistein对VSMCs中β-catenin表达的影响，显示Genistein能够下调VSMCs中β-catenin表达。⑵研究β-catenin在Genistein调控 OPG/RANKL系统中的作用，显示当β-catenin激活时，Genistein上调 OPG的作用明显减弱。4、完成了Genistein在体内对动脉钙化影响的的研究。显示Genistein在OPG基因敲除小鼠体内无法发挥抑制动脉钙化的作用。