AngII/ARB通过AngIIR/cAMP/PKA途径影响骨质疏松进程研究

Among the reasons for inducing or accelarating osteoporosis, renin-angiotensin system (RAS) activation, angiotensin II (AngII) and low Ca2+ may play an essential role in the process of hypertension-related osteoporosis. Although studies have demonstrated that angiotensin II receptors blockade (ARB) is benificial for promoting bone mass, there is little underlying mechanism referred to the exact role of AngII/ARB on skeletal system. It is known that the target for both AngII and ARB is angiotensin II receptor (AngIIR). As one member of G protein-coupled receptors, AngIIR activation can produce many signalling molecules. Among these molecules, our preliminary data indicated that cAMP is an important second messenger. Therefore, we inferred that RAS activation, low Ca2+, adenylate cyclase 5/6 transactivation, cAMP, PKA, and the imbalance of osteoblastic/osteoclastic activity (RANK-RANKL system) in low Ca2+ but high cAMP microenvironment, may involve in the AngII/ARB-AngIIR effector mechanism. In order to prove hypothesis, from organ, cell and molecular levels, we firstly investigated the activation of AngIIR/cAMP/PKA pathway and the following downstream events on the process of osteoporosis, the demonstration of which may also offer a new drug targets for osteoporotic patients who at same time suffer from hypertension.

在骨质疏松原因中，肾素血管紧张素系统（RAS）、血管紧张素II（AngII）及产生的低Ca2+状态扮演重要角色。虽研究表明血管紧张素II受体拮抗剂（ARB）有提升机体骨量作用，但确切机理尚不清楚。AngII/ARB共同的作用靶点是血管紧张素II受体（AngIIR）。AngIIR是G蛋白偶联受体，其活化可产生多种信号分子。预实验结果证实cAMP是重要信号分子之一。据此我们推断RAS活化产生的低Ca2+状态、腺磷酸环化酶5/6活化、cAMP、PKA通路，及低Ca2+/高cAMP状态下成骨/破骨之间的失耦联（RANK-RANKL系统），在AngII/ARB-AngIIR效应机制中起到重要作用。为证实假说，本课题从器官、细胞及分子水平，首次研究AngIIR/cAMP/PKA途径及其下游事件对骨质疏松的影响，以为骨质疏松患者治疗提供一个新的药物靶点。

骨质疏松导致的骨量减少是影响义齿修复及种植体植入的重要因素。在骨质疏松原因中，肾素血管紧张素系统（RAS）激活及产生的血管紧张素II（AngII）扮演重要角色。虽研究表明血管紧张素II受体拮抗剂（ARB）有提升机体骨量作用，但确切机理尚不清楚。已知AngII/ARB共同的作用靶点是血管紧张素II受体（AngIIR）。AngIIR是G蛋白偶联受体，其活化可产生多种信号分子。预实验结果显示cAMP是重要信号分子之一。据此，我们推断RAS活化产生的低Ca2+状态、腺磷酸环化酶5/6活化、cAMP、PKA通路、低Ca2+、及高cAMP状态下RANK-RANKL系统的改变，在AngII/ARB-AngIIR效应机制引起或加快骨质疏松进程中起到重要作用。因此本课题的研究内容为：1）明确AngII对骨骼系统的危害，并深入探讨AngII-AngIIR效应机制在诱发和加速骨质疏松进程中的具体机制。2）明确ARB对骨骼系统的积极作用，同时深入探讨ARB在维系机体骨稳态过程中的潜在分子机制。3）揭示ARB具有拮抗AngII诱导/加速骨质疏松进程的作用，同时深入探讨两者之间共同调控的关键分子及信号转导途径。通过三年研究, 1）构建了ANG-/RN-、ANG+/RN-、ANG-/RN+、ANG+/RN+ C57BL/6J转基因小鼠。分析ANG+/RN+小鼠的血压变化，明确RAS活化及其产生的AngII可诱导骨质疏松进程；2）构建了骨质疏松继发高血压小鼠模型，明确AngII所诱导的高血压状态可加速骨质疏松进程。明确ARB可拮抗AngII的骨生物学效应。3）分离培养了（OB/OC），明确Ca2+浓度改变、AC5/6活化、cAMP、PKA通路及RANK-RANKL系统在AngII-AngIIR效应机制及下游事件的作用。研究结果将为高血压影响骨质疏松的发生和发展提供一定的理论基础，可为骨质疏松继发高血压患者的预防和治疗提供药物作用靶点。