XBP1S，一个新型的调控软骨细胞分化的转录因子

2011年3月10日，我们在《科学》杂志上公布了生长因子PGRN(GEP)的受体，这一令人振奋的研究成果很好的解释了GEP在软骨发育中的多项生物学功能：诱导分化、促进修复和抗炎。我们的前期结果表明：GEP作为BMP2的下游分子参与诱导软骨细胞的分化，转录因子XBP1S在软骨细胞中明显上调BMP2和GEP，但XBP1S是否通过调控BMP2和GEP参与诱导软骨细胞的分化目前还不清楚。本研究综合运用不同类型干细胞（C3H10T1/2，ATDC5，BMSCs）体外微团培养、小鼠趾骨体外诱导培养、GEP knockdown小鼠与正常小鼠BMSCs的分离及RNAi、EMSA、Chip、RT-PCR、免疫印迹和免疫组织化学等技术，首次研究XBP1S与软骨细胞分化的关系，探讨XBP1S调控软骨细胞分化是否依赖于BMP2、GEP及下游Erk1/2信号通路，全面、深入地解析XBP1S在软骨细胞中的生物学功能。

众所周知，软骨细胞分化异常和发育异常是常见骨科疾病的一个重要致病原因，与骨科疾病的分子机制密切相关。软骨细胞作为软骨中存在的唯一细胞，它的分化状态直接影响着软骨的生物学功能。软骨发育与软骨再塑是软骨细胞、胞外基质蛋白与细胞粘附分子之间进行的一系列复杂精细的细胞与分子之间的相互作用过程，涉及诸多分子参与，其机制尚不清楚。如能揭示软骨细胞分化与软骨发育的分子机制，可为临床治疗骨科疾病开辟新的思路和新的方法。.本研究综合运用不同类型干细胞（C3H10T1/2、ATDC5、BMSCs）体外微团培养、小鼠体外趾骨组织团块培养的方法，分别检测XBP1S 与软骨细胞分化各标志基因的关系，明确XBP1S 调控软骨细胞分化的具体时相；明确XBP1S 在软骨细胞分化过程中的作用与功能；分别在人软骨细胞C-28/I2 内和细胞外检测和鉴定XBP1S与BMP2启动子、GEP启动子的结合作用，并确定结合位点；分析XBP1S对BMP2、GEP 转录的调控作用与调控机制；分别从GEP-/-小鼠和正常小鼠骨髓分离BMSCs 进行微团培养、分离小鼠趾骨进行体外组织团块培养，检测XBP1S 调控BMP2、GEP 及下游Erk1/2 信号通路各信号分子与软骨细胞分化各标志基因之间的关系，分析XBP1S 调控软骨细胞分化是否依赖于BMP2、 GEP 及下游Erk1/2 信号通路；揭示XBP1S 调控软骨细胞分化的分子机制。.通过本项目研究，我们率先系统研究了内质网应激重要分子XBP1S 在软骨形成过程中的作用与机制。骨形成蛋白BMP2 能够促进和诱导软骨分化，BMP2 在促进软骨分化的同时会产生ER stress，软骨细胞在分化的同时为了维持自身的内稳态，会进一步激活UPR。我们率先在软骨细胞分化过程中证实了UPR 及XBP1/IRE1a 通路的激活，阐明并提出BMP2 激活ER Stress及UPR 信号通路的分子机制。同时，提出了XBP1S 促进软骨分化与软骨发育的分子模型，阐明XBP1S 促进软骨形成与软骨修复的分子机制。在项目执行四年期间，我们共发表SCI论文12篇，累积影响因子42.63；CSCD核心论文12篇；以第一完成人获重庆市自然科学奖三等奖；获国家发明专利授权两项；培养硕士研究生8名，青年教师1名；培养硕士生连续三年获国家奖学金和重庆市优秀硕士学位论文、重庆医科大学优秀硕士学位论文。