PPARγ通过下调蛋白磷酸酶SHP-1的表达抑制成骨作用的机制研究

基本信息
批准号:31271241
项目类别:面上项目
资助金额:15.00
负责人:唐晓露
学科分类:
依托单位:中国人民解放军第二军医大学
批准年份:2012
结题年份:2013
起止时间:2013-01-01 - 2013-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵良瑜,盛慧,丛滨海,胡天晓,唐志萍,徐永君,赵威
关键词:
增殖分化酪氨酸蛋白磷酸酶成骨细胞过氧化物酶体增殖活化受体γ
结项摘要

The nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ is a crucial cellular and metabolic switch that regulates many physiologic and disease processes. Emerging evidence reveals that PPARγ is also a key modulator of skeletal remodeling. Long-term use of thiazolidinedione (TZD), a synthetic PPARγ agonist and a drug to treat insulin resistance, increases fracture rates among patients with diabetes. Recent studies have revealed that PPARγ activation can suppresses osteoblastogenesis, thereby decreasing bone formation. But the mechanisms are unclear. .In our rencent works, we found that Src-homology domain-2 phosphatase 1(SHP-1) has active effects on the osteoblast proliferation and differentiation both in vivo and in vitro. And activated PPARγ down-regulates the level of SHP-1 mRNA in osteoblasts. When we knock down the SHP-1 on osteoblastes with siRNA, we found that both of the osteoblasts proliferation and differentiation are inhibited. It is suggest that SHP-1 may play a key role in osteogenesis, and PPARγ inhibit osteogenesis via suppressing expression of SHP-1. However, the mechanisms of SHP-1 effecting on osteogenesis are unknown. .So, the aim of this research is first to identify the mechanisms about SHP-1 effecting on osteoblasts proliferation and differentiation, and second to find out the ways of PPARγ regulating SHP-1 gene expression.We will compare the classical pathway via gene transcriptional regulation and new pathway via epigenetic regulation via DNA methylation. The molecular technology we should use includes Realtime-PCR, Western Blot, siRNA, flow cytometry, Methylation-specific polymerase chain reaction (MSP), co-immunoprecipitation and et al. It is significance to clear how PPARγinhibit osteogenesis via suppressing SHP-1 expression. It will not only be helpful to guide the clinicians to the rational use of TZD, but also contributes to provide a new target for the treatment of osteoporosis and the development of new drugs with more efficiency and more security.

PPARγ是代谢性疾病(如糖尿病等)的重要治疗靶标。但大量研究也显示,PPARγ激活能显著抑制成骨功能,其具体机制尚未阐明。近年来发现酪氨酸蛋白磷酸酶SHP-1也参与了对骨代谢的调节,但其对成骨细胞有何作用,机制如何,目前未见报道。我们前期的实验观察到,SHP-1与成骨过程相关;如将其敲除,成骨细胞的增殖分化都受到显著抑制,提示SHP-1对成骨细胞的增殖分化具有正向调节作用。另一方面,PPARγ抑制成骨作用的同时,也显著抑制成骨细胞上SHP-1的表达,提示PPARγ抑制成骨的作用可能通过抑制SHP-1的表达实现的。研究PPARγ如何通过抑制SHP-1的表达而抑制成骨作用的机制,不但有助于深入认识PPARγ调节骨代谢的作用机制,指导临床用药;同时SHP-1可能作为一种新的成骨细胞生长调节因子,为骨质疏松的治疗提供新的治疗靶点,为开发出更为安全高效的新药,提供理论基础和新思路。

项目摘要

大量临床流行病学调查显示,罗格列酮(RSG)的长期使用能显著提高患者骨折发生的风险。这主要归因于RSG能通过激活PPARγ显著抑制成骨功能,其具体机制目前尚未阐明。成骨细胞来源于骨髓间充质,部分研究显示,RSG可抑制成骨细胞的早期分化,即骨髓间充质细胞分化为前成骨细胞(pre-osteoblasts),但对于分化晚期,即前成骨细胞向骨细胞的分化(如颅骨来源的成骨细胞),RSG是否具有抑制作用,目前仍存在争议。同时,近年来发现,酪氨酸蛋白磷酸酶SHP-1也参与了对骨代谢的调节,但其对成骨细胞有何作用,机制如何,目前亦未见报道。因此,本研究以原代培养的新生小鼠颅骨细胞作为分化晚期的成骨细胞模型,着重研究了SHP-1在颅骨成骨细胞成熟过程中的作用以及RSG对其表达和骨形成的影响及相关机制。.通过运用实时定量PCR,Western Blot,siRNA干扰,茜素红染色,ALP活性测定等多种技术,我们发现:①在诱导颅骨成骨细胞成熟过程中,SHP1 mRNA和蛋白表达均呈时间依赖性增加。给予SHP-1特异性拮抗剂、敲低细胞内的SHP-1以及过表达无催化活性的SHP-1突变质粒,均能显著抑制成骨细胞的增殖及分化。提示SHP-1具有促进成骨的作用,其作用机制与GSK3β的激活受到抑制有关。②RSG能显著抑制颅骨成骨细胞中SHP-1的表达。③通过激活GSK3β,RSG对颅骨来源的成骨细胞的增殖及分化均具有显著的抑制作用,但具体作用机制有差异。一方面,RSG激活GSK3β抑制颅骨成骨细胞增殖的作用不依赖于PPARγ的介导,而是通过膜受体发挥作用的。这些膜受体包括β-肾上腺素能受体,也可能包括GPR40。另一方面,RSG通过激活GSK3β,促进其丝/苏氨酸位点的磷酸化,以抑制β-catenin的表达,从而显著抑制颅骨成骨细胞的分化。但这一作用仅部分依赖于PPARγ。同时,我们首次发现,RSG抑制颅骨成骨细胞分化的作用部分是通过PPARGγ非依赖机制实现的。膜受体GPR40在其中发挥了作用。在诱导成骨细胞分化过程中,GPR40维持低表达,RSG则可促进GPR40的表达,后者由此介导了部分RSG作用。.这些研究结果首次发现,RSG可以通过膜受体发挥抑制成骨的作用,这为开发更为安全有效的药物治疗骨质疏松,提供了新的实验依据以及治疗靶点。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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