重塑复合体蛋白CHD4调控软骨分化的分子机制

软骨对于哺乳动物骨骼系统的生长、发育与功能的维持具有十分重要的作用，但其调控机制仍不清楚。本课题组以往的研究在国际上率先揭示了软骨分化与染色质结构重塑的密切关系。在前期工作中又发现，抑制性染色质重塑复合体蛋白CHD4能够结合Sox9的启动子，抑制局部染色质的开放，阻遏Sox9的表达，最终抑制软骨分化，维持间充质干细胞的干性。. 本课题将以上述工作为基础，（1）借助转基因小鼠技术研究过表达CHD4重塑复合体对软骨发育的影响；（2）采用蛋白组学技术解析与CHD4相互作用的蛋白； (3) 结合高通量测序技术，在基因表达调控的整体水平上构建CHD4调控软骨分化的分子网络；(4) 建立转基因小鼠的膝关节软骨损伤模型，观察CHD4对软骨损伤修复的影响。本课题将首次系统揭示染色质重塑在软骨分化中的重要作用，为软骨分化的表观遗传学机制研究提供基础。

小鼠胚胎成纤维细胞在骨形态发生蛋白2(BMP2)的诱导下分化成功能齐全的软骨细胞。然而，从蛋白质组学层面来说，BMP-2如何诱导软骨分化仍然未知。我们采用同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）和在线二维液相色谱串联质谱（LC/MS/MS）技术对BMP-2诱导MEFs软骨细胞分化过程中差异表达蛋白进行定量研究。我们发现在诱导分化过程中，有85个蛋白表达显著下调，IPA数据库进一步分析揭示了一个以染色体-解旋-DNA结合蛋白为中心的蛋白质相互作用网络。染色质共沉淀（ChIP）和核酸酶敏感实验显示Chd4可以与Hdac1/2相互作用，并且在其相关蛋白Kap1和Cbx1的协同下，结合到Sox9启动子的-207/-148区域。我们还证明了let-7a通过结合Chd4的3’UTR下调其表达促进MEFs向软骨细胞分化。综上所述，我们的结果证明了BMP-2上调let-7a靶向Chd4,促进MEFs的软骨分化。这些发现说明了软骨细胞分化的体外调节，同时，扩大了对软骨细胞分化胞内机制的认识。