非PLC依赖PKC信号转导途径在甲状旁腺素调节骨代谢中的作用机理

The mechanism that Parathyroid Hormone (PTH) enhances bone formation needs to be further studied. Our previous study revealed that in the versatile signaling pathways induced by PTH, the PLC-independent PKC pathway (PTH/nonPLC/PKC) plays a significant role in bone formation and micro-structural reinforcement.However the pathways that compose PTH/nonPLC/PKC signaling and its biological functions remains unkown. We propose: to screen the possible signaling pathways that mediated PTH/nonPLC/PKC, with fluorescence resonance energy transfer (FRET) technique and PLC-deficit PTH receptor; to design and screen nonPLC/PKC specific PTH analogs, and analyze their functions in bone metabolism; to sort out effective molecules that downsteam PTH/nonPLC/PKC, and find the targets of PTH/nonPLC/PKC signaling. Aim: to understand the mechanism of PTH/nonPLC/PKC signaling pathway and its biological functions in bone metabolism; optimize the designation and study of signaling selective PTH analogs; to provide new theoretic information for new PTH signaling selective analogs designation thus could upgrade PTH's bone formation effect.

甲状旁腺素（Parathyroid Hormone,PTH）促进骨形成的机理有待进一步深入研究。我们的前期研究提示，在PTH诱发的多个信号通路中，磷脂酶C（PLC）非依赖蛋白激酶C（PKC）激活信号通路（PTH/nonPLC/PKC）在促进骨形成，改善骨微结构中起着重要的作用。但PTH/nonPLC/PKC的具体信号中介分子和相应的生物学机制尚不清楚。我们拟以PKC激活检测的荧光能量共振转移（FRET）报告体系为工具，利用PLC缺陷的PTH受体，分析PTH/nonPLC/PKC信号介导途径；设计和筛选nonPLC/PKC特异性PTH模拟肽，并明确其在骨代谢中的功能；分析PTH/nonPLC/PKC的效应分子，筛选该信号通路的作用靶点。目的：阐明PTH/nonPLC/PKC的信号转导机制及其在骨代谢中的功能，优化PTH模拟肽的设计和研究，为设计新的基于PTH的更有效促骨形成药物提供理论依据。

甲状旁腺素（Parathyroid Hormone,PTH）是目前唯一临床应用的促新骨形成药物，其成骨作用和特有的信号转导途径相关。在PTH诱发的多个信号通路中，磷脂酶C（PLC）非依赖蛋白激酶C（PKC）激活信号通路（PTH/nonPLC/PKC）的生物学功能和转导机制不清楚。本项目中我们分析了PTH/nonPLC/PKC信号途径，探讨了cAMP非依赖途径的介导分子，研究了PTH/nonPLC/PKC信对骨代谢的功能和机制。在研究中，我们通过FRET技术，PTH可以通过cAMP介导PKC的激活，与PTH的N端氨基酸残基相关；而与PTH（29-34）结构域相关的PKC激活则不依赖cAMP。这一发现改变了过去的研究结论，即许多被认为cAMP/PKA的功能，实际上是通过PKC介导的，所以在设计药物的过程中，PKC应该受到更多的重视。而且，PKA和PKC不再是平行的作用关系，而是交叉的。我们在研究中另一重要成果是通过重复结构域的方法设计和筛选出nonPLC/PKC特异性PTH模拟肽（MY-1）并申请了发明专利，细胞学实验证明了MY-1肽具有促进成骨细胞增值和分化，抑制成骨细胞凋亡。为了证实该肽是否具有抗骨质疏松的作用，我们进行了雄鼠去势骨折模型和雌鼠去势模型的研究，发现MY-1肽预防雌性和雄性小鼠去势引起的骨丢失，促进去势雄鼠骨折愈合的作用，达到了PTH(1-34)(商品名:特立帕肽)同样的效果。这一结果界定了PTH/nonPLC/PKC信号途径的生物学功能；设计出的新肽具有了临床药用的前景。同时，也为后续PTH模拟肽的研究提供了新的思路，即蛋白功能结构域强效模式。我们还发现，PLA参与了PTH/nonPLC/PKC的信号传递，基因芯片也筛选了相关的基因。