CKIP-1介导MAPK通路在骨髓间充质干细胞成骨分化中的作用研究

代谢性骨病以骨形成与骨吸收之间的代谢平衡紊乱为发病基础，骨质疏松是最常见的代谢性骨病。CKIP-1是一种新的骨形成负调控分子，在成骨细胞的分化中，通过增强泛素连接酶Smurf1的E3活性，对其起到负调控作用。骨髓间充质干细胞是成骨细胞的前体细胞，在骨形成中起关键作用。研究其成骨分化中的分子调控机制，对于这类代谢异常疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义。本项目拟在前期工作基础上，利用CKIP-1基因敲除小鼠模型，在动物水平原位评价基因缺失对间充质干细胞功能的影响，在细胞水平探讨CKIP-1缺失间充质干细胞增殖分化能力的变化，在分子水平分析CKIP-1及其下游关键信号分子对间充质干细胞成骨分化的调控机制，并尝试操纵CKIP-1下游关键分子的水平实现对间充质干细胞成骨分化过程的控制。本项目丰富了基于干细胞的骨代谢和生理性重建理论，可以为骨质疏松一类代谢性骨病的防治提供理论和实验依据。

骨骼系统的发育与功能异常可导致包括骨质疏松在内的多种疾病,骨病已成为我国三大老年病之一,深入研究骨发育的分子机制对于骨病的防诊治具有重要意义。 骨发生包括骨组织形成(bone formation)和骨组织吸收(bone resorption)两种基本过程。骨形成后,人的整个一生均通过骨形成及骨吸收构成的骨重塑(bone remodeling)过程保持骨的更新。其中,骨形成由成骨细胞调控,骨吸收则由破骨细胞调控。目前,对破骨细胞的分化及调控机制了解得比较清楚,破骨细胞已成为重要的药靶。相对而言,对控制成骨细胞分化的基因了解较少,基于成骨细胞功能研究的药物研发报道也非常有限,所以,加深对成骨细胞调控的理解是当前的研究重点。为了能够更好的了解CKIP-1在成骨细胞分化过程中的生理功能。通过对CKIP-1基因敲出小鼠的发育情况进行评估，对CKIP-1缺失造成的BMSC生物学行为影响，CKIP-1介导的分子信号传导途径，明确调控信号分子。实验首先对实验小鼠进行基因坚定，确定实验组。WTN与Rin-1A均阳性为杂合子，单纯WTN阳性为WT型，单纯Rin-1A阳性为KO型,采用同窝同性别的WT和KO作为对照组和实验组。然后对实验组进行观察，通过对生长情况，利用Micro-CT对骨的三维重建可以形象直观的反应骨量的变化及骨的形态学结构特征。通过细胞分离培养的方式，对实现对象的细胞生理功能情况进行综合对比。最后通过细胞实验明确细胞分化，遗传信号控制等相关内容，完成选题的实验预期。通过本次课题实验，能够有效地明确CKIP-1在成骨细胞分化过程中的各项数据，为更好的研究相关课题奠定基础。本课题在建立了CKIP-1基因敲除的小鼠模型,获得了关于CKIP-1基因生理功能的遗传学证据,发现了CKIP-1在骨形成中的重要负调控功能。并初步探讨了CKIP-1在免疫系统中的可能角色。这些结果加深了对CKIP-1基因的理解,同时为骨质疏松等疾病的防治提供了新的思路。