Notch信号通路介导以Runx1 Ser48、303、424为靶点调控MSC成软骨分化成熟在骨关节炎软骨损伤修复中的作用及机制研究

基本信息
批准号:81772326
项目类别:面上项目
资助金额:55.00
负责人:王金武
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:彭明政,龚伟华,金晨,武文,肖明,周小军,李翠笛,李涛,刘至原
关键词:
骨关节炎骨髓间充质干细胞NotchRunx1点突变软骨损伤与修复
结项摘要

The reason why it is difficult to repair cartilage injury in osteoarthritis is due to the lack of chondrocyte biological characteristics and in-depth study of differentiation mechanism. Previously We found that Notch intracellular segment, NICD, can increase the expression of cell cycle inhibitive gene p57, leading to chondrocyte maturation instead of proliferation. Moreover, we also found that the expressive level of Runxl in cartilage maturation decreased. According to literatures, Runx1 plays an important role in maintaining cell proliferation and cell cycle regulation by promoting cells transition from G1 phase to S phase. The phosphorylation of Ser48, Ser303 and Ser424 serines can lead to disfunction of Runx1. Nevertheless, there are no relative reports about Notch-Runx1 signal axis and regulatory target of Runx1 S48 / S303 / S424 in cartilage differentiation and maturation so far. Therefore, it is reasonable to assume that by targetting Ser48, Ser303 and Ser424 of Runx1, activing Notch receptor could inhibit the expression of its potential downstream gene Runx1 to stagnate division and promote maturation of chondrocytes. This study was expected to clarify the role of Notch-Runx1 signal axis in cartilage maturation from molecular, cellular, tissue and animal levels simultaneously, and to explore the specific target of Runx1 expressive regulation as well, revealing that Notch regulate cartilage maturation by phosphorylational modifing of Runx1 in Ser48, Ser303, Ser424. This study will explore the biomolecular mechanism from a new perspective of the balance between proliferation and differentiation of chondrocytes, contributing to providing a new theory and target for researches about repire of osteoarthritis and cartilage injury, and cartilage tissue engineering.

骨关节炎软骨损伤难以修复是因为缺乏对软骨细胞生物学特性及分化机理的深入研究。我们前期研究发现Notch受体激活可使细胞周期抑制基因p57高表达,软骨细胞分裂停滞而分化成熟,且Runxl在软骨成熟中表达降低。文献报道Runx1对维持细胞增殖成熟及细胞周期调控发挥重要作用;其中Ser48、Ser303、Ser424丝氨酸残基磷酸化可导致Runx1功能丧失。目前尚无Notch-Runx1信号轴及Runx1 S48/S303/S424靶点在软骨分化成熟中的研究报道。据此我们合理假设:Notch受体激活后以Ser48、Ser303、Ser424为靶点抑制下游Runx1表达使软骨细胞分裂停滞而分化成熟。本课题拟从软骨细胞增殖与分化平衡这个新视点及从分子、细胞、组织和动物水平等多层次明确Notch-Runx1信号轴在软骨成熟中的作用及机制;为软骨损伤修复及软骨组织工程构建提供新的理论和新的靶点。

项目摘要

本课题已成功证明Notch信号通路在骨关节炎软骨损伤及修复中的作用,并初步明确了Notch信号调节软骨分化及炎症的下游分子机制,即Notch信号激活可以通过抑制Runx1抑制软骨分化并加重炎症导致的软骨损伤。此外,本课题筛选出天然化合物橘皮素作为Notch信号通路抑制剂可以缓解骨关节炎造成的软骨损伤。橘皮素具有来源广泛、易推广普及,副作用可预见,易控制,价格低廉,研发成本较低等优势,应用前景广阔,可持续发展;此外,更为其他中草药在治疗骨关节炎及构建组织工程软骨领域的发展应用建立了新途径,提供了新的突破口。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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