FBXO6泛素化降解MMP-14保护软骨终板退变的分子机制研究

基本信息
批准号:81871797
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:方向前
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈帅,林贤丰,王吉莹,刘刚,王刚良,许家齐,柳世杰,陈君鑫
关键词:
软骨终板退变下腰痛泛素化基质金属蛋白酶14F盒蛋白6
结项摘要

Cartilage endplate (CEP) degeneration is considered as an important cause of lumbar intervertebral disc (IVD) degeneration, while the underlying mechanism of CEP degeneration is still unclear. F-box protein 6 (FBXO6) is a component of the Skp1-cullin-Fbox ubiquitin E3 ligases. In our previous studies, we found that (1) TGF-β1 and FBXO6 were decreased while MMP-14 was significantly upregulated in human degenerated CEP; (2) the binding of MMP-14 and FBXO6 was observed by Co-IP and immunofluorescence co-localization analysis in murine ATDC5 chondrocyte cells; overexpression of FBXO6 degenerated MMP-14 by the ubiquitin-proteasome protein-degradation pathway, while the knockdown of FBXO6 caused the elevation of MMP-14, which degenerated the extracellular matrix by MMP-14 itself and activation proMMP-13. (3) Meanwhile we found that TGF-β1 could enhance FBXO6 expression in vitro and there were three highly probable SMAD2/3/4 binding sites on the promoter of FBXO6 predicted by JASPAR database. We hypothesize that the decline of FBXO6 expression in the endplate chondrocyte is resulted from the decreasing activation of SMAD2/3 signaling pathway, which results in decline of MMP-14 ubiquitylation and increases the content of active MMP-13, causing CEP degeneration at last. This view has not been reported in the literature yet. In this study, we will further (1) focus on the role of FBXO6 in the protection of CEP degeneration and the underlying molecular mechanism by using COL2 cre FBXO6-/- mice; (2) elucidate the interaction protein domains of FBXO6 and MMP-14 that binding to MMP-14 and causing MMP-14 degradation; (3) verify that SMAD2/3 can bind to FBXO6 promoter by SMAD2-/- mice and chromatin immunoprecipitation; (4) upregulate FBXO6 as a potential molecule target for biological treatment of CEP and IVD degeneration. Overall, we hope to illuminate the function of TGFβ1-SMAD2/3-FBXO6-MMP14 pathway in CEP degeneration and provide a new target for endplate cartilage degeneration therapy.

下腰痛中软骨终板退变发生机制仍不明确。我们前期研究发现:(1)人体退变软骨终板中TGFβ1和FBXO6表达降低,MMP14增高;(2)ATDC5细胞系中FBXO6和MMP14存在蛋白互作;FBXO6过表达可泛素化降解MMP14,抑制MMP13激活,而突变或沉默则相反;(3)TGFβ1促进FBXO6表达。我们假设TGFβ1通过SMAD2/3促进FBXO6表达导致泛素化降解MMP14,从而抑制MMP13激活来延缓终板退变。本课题(1)用COL2 cre FBXO6敲除小鼠研究软骨终板细胞外基质降解的分子机制;(2)研究FBXO6与MMP14相互结合的分子结构域;(3)研究SMAD2/3在FBXO6启动子上可能的结合位点;(4)探索FBXO6过表达对软骨终板退变的防治。综上我们希望阐明TGFβ1-SMAD2/3-FBXO6-MMP14对软骨终板细胞外基质的调控机制,为防治软骨终板退变提供新靶点。

项目摘要

下腰痛中椎间盘退变发生机制仍不明确。我们前期研究发现:(1)人体退变椎间盘中TGFβ1和FBXO6表达降低,MMP14增高;(2)ATDC5细胞系中FBXO6和MMP14存在蛋白互作;FBXO6过表达可泛素化降解MMP14,抑制MMP13激活,而突变或沉默则相反;(3)TGFβ1促进FBXO6表达。我们假设TGFβ1通过SMAD2/3促进FBXO6表达导致泛素化降解MMP14,从而抑制MMP13激活来延缓椎间盘退变。本课题(1)用COL2 cre FBXO6敲除小鼠研究椎间盘细胞外基质降解的分子机制;(2)研究FBXO6与MMP14相互结合的分子结构域;(3)研究SMAD2/3在FBXO6启动子上可能的结合位点;(4)探索FBXO6过表达对椎间盘退变的防治。我们通过分析 FBXO6 和 MMP14 在退化的人类 NP 组织和老化诱导的自发退化 IVD 样本中的表达,确定了 FBXO6 和 MMP14 在 NP 退化中的作用。 使用 FBXO6 条件敲除小鼠,我们证实NP 细胞中 FBXO6 的条件性敲除增加了 MMP14 的表达并加速了退化过程。此外,体外实验表明,FBXO6 通过调节 MMP14 泛素化和降解以及退化 NP 中的炎症环境来抑制细胞外基质中MMP13 的激活组织可以通过促进 FOXO1 磷酸化来下调 FBXO6。退化的 NP 细胞中 FBXO6 表达的下降是由于IL-1β/TNF-α/IL-6 的表达增加和 FOXO1 的磷酸化增强,导致其细胞质易位。 FBXO6 下调导致 MMP14 泛素化减少和 pro-MMP13 激活增加,导致 NP 细胞外基质变性。这些研究将为椎间盘退变的防治提供新的靶点,具有重大的理论和应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

Asymmetric Synthesis of (S)-14-Methyl-1-octadecene, the Sex Pheromone of the Peach Leafminer Moth

Asymmetric Synthesis of (S)-14-Methyl-1-octadecene, the Sex Pheromone of the Peach Leafminer Moth

DOI:
发表时间:
2

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
3

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016
4

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
5

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021

相似国自然基金

1

Ⅱ型胶原降解片段在兔软骨终板退变中调控机制的研究

批准号:81201510
批准年份:2012
负责人:王艳琴
学科分类:H2001
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

软骨终板早期退变的μMRI研究

批准号:81071133
批准年份:2010
负责人:李小明
学科分类:H2701
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
3

力学敏感MicroRNA在张力诱导终板软骨退变中的作用机制

批准号:81572185
批准年份:2015
负责人:徐宏光
学科分类:H0608
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

循环压力负荷对椎体软骨终板退变的影响

批准号:30973025
批准年份:2009
负责人:徐宏光
学科分类:H0608
资助金额:30.00
项目类别:面上项目