RANK与RANKL的相互作用研究及在骨质疏松症中的应用

RANK及其配体RANKL对于破骨细胞的发育和活化至关重要，且可介导骨骼的损失。抑制RANKL的活性可阻断骨质疏松症及风湿关节炎的骨损失。调节RANKL与RANK之间的结合可用来开发用于治疗骨质疏松症的药物。我们已成功解析RANKL/RANK复合物的三维结构。分子间相互接触的关键氨基酸残基已被阐明。本课题将在三维结构指导下，开展有目的的分子突变，证实关键氨基酸在分子结合中的作用，筛选出可用于阻断RANKL与RANK结合的RANK突变体，抑制破骨细胞的生成，开发治疗骨质疏松症的新型药物。

本课题设计并制备了一系列RANKL分子的突变体蛋白，阐释了参与RANK与RANKL相互作用的关键氨基酸；筛选获得与RANKL分子高亲和力结合的RANK突变体；利用细胞实验和OVX大鼠模型对该RANK 突变体的骨质疏松防治效果进行了验证。在本课题中，我们主要获得了如下结果：1.根据Biacore的检测结果，我们认为RANKL蛋白上的如下氨基酸：精氨酸-222，谷氨酸-225，天冬酰胺-266，天冬氨酸-299为参与RANK 与RANKL 相互作用的关键氨基酸。2.根据Biacore检测结果，我们获得了一种增强性RANK突变体，它比野生型蛋白增强2倍。3.根据RAW264.7 细胞的破骨细胞分化实验结果，我们认为该突变体具有阻断RANKL促使的破骨细胞分化的生物活性。4.根据卵巢摘除大鼠模型的分析结果，我们认为该突变体具有明显的骨质疏松防治效果。本课题的研究结果对RANKL-RANK信号通路作用机制研究进行了理论补充，同时获得的增强型RANK突变体有希望成为治疗骨质疏松的新型候选药物。