线粒体中Bcl-2基因家族在骨质疏松骨形成中的机理和补肾健脾方的干预作用

Osteoporosis is a natural phenomenon accompanying with senescence.Chondriosome is the control center of the cell life activity and apoptosis.The release of cytochrome C is the flag incident of the cell apoptosis by chondriosome.Bcl-2 gene family plays an important role in the regulation of chondriosome function and the release of cytochrome C, but the molecular mechanism of regulation of cytochrome C release is not yet fully understood, and its role in osteoporotic bone formation has not been reported.Our previous study found that there is a mutual influence relationship between the changes in skeletal muscle chondriosome and osteoporosis. This topic use the abundant clinical samples to test the relevance between the Bcl-2s and osteoporosis,utilize the adenovirus overexpression and silencing technology and ceRNA molecular mechanism to research the role of Bcl-2s in the proliferation and differentiation of osteoblasts,study the role of Bcl-2s in bone formation in rats and explore the impact of the notifying kidney and spleen prescription on Bcl-2s.

骨质疏松是一种随衰老发生的自然现象，线粒体是细胞生命活动的控制中心，也是细胞凋亡的控制中心。细胞色素C释放是线粒体途径细胞凋亡的标志事件。Bcl-2基因家族在调控线粒体功能和细胞色素C释放中起重要作用，但它们调控细胞色素C释放的分子机制目前还不完全明了，其在骨质疏松骨形成中的作用未见报道。我们前期研究发现骨骼肌线粒体变化和骨质疏松存在着互相影响的关系。本课题①拟采用丰富的临床样本检测Bcl-2s与骨质疏松的关联性；②利用腺病毒超表达和沉默技术及ceRNAs分子机制研究Bcl-2在成骨细胞增殖分化中的作用；③研究Bcl-2s在大鼠骨形成中的作用，探索补肾健脾方对Bcl-2s的影响。

该项目以前期研究发现的骨骼肌线粒体变化和骨质疏松互相影响的关系为基础，着眼于Bcl-2基因家族在骨质疏松骨形成中的作用及补肾健脾方对其的影响。取得的重要结果及关键数据如下：⑴利用丰富的临床样本，发现骨质疏松症患者股骨粗隆间部松质骨Bak的表达明显升高，Bcl2的表达则明显降低，Bcl2基因与骨密度正相关，Bak基因与骨密度负相关，而Bcl-2、Bak基因与骨质疏松症中医证型无明显相关性；⑵利用腺病毒超表达和沉默技术，成功构建了Bcl2、Bak过表达和沉默腺病毒，为进一步研究Bcl2、Bak在成骨细胞增殖分化中的作用奠定了基础；⑶将重组腺病毒转染到成骨细胞中，发现Bcl2重组表达腺病毒转染成骨细胞可增强细胞活性及钙化能力，促进骨形成，沉默Bak可产生类似的作用，并可抵消沉默Bcl2产生的作用；⑷分别进行雌激素相关受体α激活剂、抑制剂及过表达、沉默雌激素相关受体α重组腺病毒干预，观察其对已转染Bcl2、Bak过表达和沉默腺病毒的成骨细胞的影响，发现均可调节过表达或沉默Bcl2、Bak对成骨细胞增殖分化及相关蛋白的影响，认为过表达Bcl2、Bak影响成骨细胞增殖分化及相关蛋白水平可能与雌激素相关受体相关；⑸分别采用超表达和沉默Bcl2、Bak的腺病毒感染的雌性SD大鼠，发现过表达Bcl2、沉默Bak可提高大鼠骨密度，沉默Bcl2、过表达Bak可降低大鼠骨密度，而补肾健脾方干预可部分逆转降低的骨密度；⑹与本项目相关的临床研究发现，①线粒体DNA拷贝数与骨密度呈正相关，8-OHdG与骨密度呈负相关。线粒体DNA拷贝数和8-OHdG含量与骨质疏松症中医证型存在相关关系，其中脾肾阳虚与8-OHdG，肝肾阴虚与mt DNA拷贝数关系最为密切；②血清Sost蛋白是反映机体骨转换的敏感指标；血清DKK1、Sost蛋白与原发性骨质疏松症的中医证型无明显相关性。③补肾健脾方可明显缓解老年女性骨质疏松症患者的疼痛症状，显著降低血清β-CTX含量，但对血清N-MID、T-PINP无明显影响。本项目在一定程度上阐明了Bcl2基因家族在骨质疏松骨形成中的作用，丰富了骨质疏松症的病因理论，为中医药防治骨质疏松症提供可靠的科学依据。