HnRNP L在锶诱导成骨过程中的作用机制研究

Osteoporosis has become the third largest disease harming human health, the ideal therapy remains to be explored. The applicant has been focusing on the mechanism of the strontium in the treatment of osteoporosis, and found the expression of hnRNP L significantly reduced after they put the strontium-containing mesoporous bioactive glass into the bone defects.In our previous study,RNAi technology was used to reduce hnRNP L ,and then the phosphorylation of ERK1/2 increased significantly, indicating hnRNP L may work through regulating the ERK phosphoration. HnRNP L is one of the important factors in alternative splicing, but there is little research about its function in bone metabolism. This project is going to construct the hnRNP L conditional knockout mice to find out the role of hnRNP L in the bone metabolism; then analyse its relationship between the upstream factor of ERK1/2 and the binding site of hnRNP L by electrophoresis mobility shift assay and explore more target genes using exon array.Finally we will test the effect of targeted drug delivery system combined with hnRNP L siRNA in the treatment of osteoporosis.This project combines in vivo and in vitro experiments to explore the function and mechanism of hnRNP L in bone metabolism in different angle, and tests the feasibility of it as osteoporosis treatment, providing new thoughts and ideas for osteoporosis therapy.

骨质疏松已成为严重危害人类健康的第三大疾病，其理想的治疗药物仍待探索。申请人聚焦锶治疗骨质疏松的机制，制备了含锶生物活性玻璃，发现锶材料刺激后骨组织内hnRNP L显著降低。在前期利用RNAi技术降低hnRNP L后，磷酸化的ERK1/2显著升高，提示hnRNP L可能通过调控ERK的磷酸酶起作用。HnRNP L是可变剪切的重要调节因子，在骨代谢过程中的研究还较缺乏。本项目拟通过构建hnRNP L条件敲除小鼠，了解hnRNP L在骨改建过程中的作用；再通过凝胶电泳迁移率分析等确定其与ERK1/2上游A-raf的靶标关系和剪切方式，且用外显子芯片探寻更多靶基因，最后验证通过骨靶向给药系统沉默hnRNP L治疗骨质疏松的效果。本项目结合体内、体外不同方面，多角度验证了hnRNP L在骨代谢中的作用和调控机制，并探究了其作为骨质疏松治疗方式的可行性，为骨质疏松研究及其治疗提供了新的思路和角度。

骨质疏松已成为严重危害人类健康的第三大疾病，其理想的治疗药物仍待探索。我们聚焦锶治疗骨质疏松的机制，制备了含锶生物活性玻璃，发现锶材料刺激后骨组织内hnRNP L显著降低。在前期利用siRNA技术降低hnRNP L后，磷酸化的ERK1/2显著升高，提示hnRNP L可能通过调控ERK的磷酸酶起作用。在研究中我们发现锶元素虽然对hnRNP L的表达有调控作用，然而这并非锶的主要调控路径，而锶在调整细胞的表观遗传学行为方面具有重要的作用，其中Setd2发挥了很大的作用，并对此进行了深入研究。同时我们研究了锶调控下表观遗传的上游通路，发现在其中ERK通路，JNK通路等均发挥了重要的作用。除了锶元素以外，我们还发现镁和硼元素同样在成骨中扮演重要角色，镁离子浓度随时间的适当调节对生物矿化至关重要；含硼生物活性玻璃（MBG）支架，与不含硼的纯MBG支架相比，该支架成功地促进了成骨效果。除此之外，我们在研究中发现，生物活性玻璃质脆，难以承担骨折部位的压力，因此使用石墨烯材料来增强材料的机械强度，同时还发现石墨烯的加入能够有效促进材料的成骨能力。