低频脉冲电磁场影响破骨细胞RANK信号通路对CAII的调控机制

PEMFs are safe and effective method on the treatment of osteoporosis, however the involved mechanism is unclear. Our preliminary data has shown that PEMFs can inhibit osteoclast RANK and CAⅡ gene expressions, and RANK regulates CAⅡ gene expression. This results suggesting the NFAT2 signal pathway may involved in this regards. This study aimed to construct NFAT2RNAi slow virus vector and to establish NFAT2 stability silenced rats osteoclast; to define the mechanism for NFAT2 mediated regulation of CAⅡ gene transcription; apply the NFAT2 inhibitors to determine the role of NFAT2 on RANK signaling pathway; further explore the role of PEMFs on osteoclast RANK signaling pathway mediated regulation of CAII expression; to analyze the function of PEMFs on RANK, CAII, NFAT2 gene expressions in osteoporosis patient's. This study will define whether RANK signaling pathway regulates CAII gene expression via NFAT2 and mechanism of osteoclast signaling transduction in regards to the function of PEMFs. This study will determine the relationship between RANK and CAII of osteoclast key signal pathway and clarify the mechanisms involved in the PEMFs treatment of osteoporosis.

PEMFs是治疗骨质疏松安全有效的方法，前期我们已证实PEMFs抑制破骨细胞RANK与CAⅡ基因表达且RANK信号通路调控CAⅡ，但该通路如何调控CAⅡ？我们推测"PEMFs可能通过影响RANK信号系统经由NFAT2通路介导调控CAⅡ表达"。本项目拟(1)构建NFAT2基因沉默大鼠破骨细胞，研究NFAT2对CAⅡ基因表达的调控作用，检测这些蛋白的表达；以NFAT2调节剂阻断/激活该通路，研究NFAT2在RANK信号通路的作用；(2)探索在PEMFs作用下破骨细胞RANK信号通路对CAII表达的影响；(3)探讨PEMFs对骨质疏松症病人RANK、CAII、NFAT2基因表达的作用。通过本研究，将明确RANK信号通路是否通过NFAT2调控CAII表达，明确PEMFs作用下，破骨细胞信号转导机制。本项目将阐明破骨细胞关键信号转导通路RANK与CAII之间的关系；明确PEMFs治疗骨质疏松的机制。

骨质疏松症（OP）是一种由于人体成骨细胞与破骨细胞失衡引起的功能性疾病。破骨细胞（OC）对骨的过度吸收是骨质疏松发病的直接原因。低频脉冲电磁场（PEMFs）是治疗骨质疏松的有效治疗方法。OPG/RANK/RANKL系统是OC分化的重要信号通路。NFAT2和CAII均为OC表达的重要基因，通过前期研究发现，RANK-RANKL刺激可通过NFAT2调控CAII，从而活化OC。为此，我们首先通过慢病毒转染，研究NFAT2基因沉默对体外培养OC的NFAT2，CAII，V-ATPase基因表达的影响。结果显示，NFAT2基因沉默的OC中NFAT2、CAII、V-APase的表达明显低于OC组，说明NFAT2可调控CAII和V-ATPase基因的表达，从体内实验中也部分得到验证。其次，我们通过去势构建骨质疏松动物模型，通过体内和体外干预，发现PEMFs干预的去势骨质疏松大鼠组中RANK和V-ATPase基因表达均低于骨质疏松组。最后，在临床试验中，我们采用illumina Hiseq2000 测序平台的双端100bp 测序模式对OP病人进行转录组测序，发现OP与免疫存在密切关系。同时，通过PEMFs治疗骨质疏松患者，通过转录组测序，我们发现PEMFs同样对一些免疫相关基因具有调节作用。总之：我们发现OC中NFAT2对CAII基因表达的调控，证实NFAT2对CAII基因存在调控的机制；PEMFs干预条件下，NFAT2在RANK信号系统的可能作用，阐明了PEMFs对OC的RANK信号系统转导的调控作用；从基因表达水平研究OP与免疫功能的关系，发现OP的差异表达基因大部分集中在与免疫功能相关的信号通路上。因此，对骨免疫的进一步研究，有助于预防及治疗影响骨与免疫系统的一些常见疾病。