ATRA在梅花鹿鹿茸软骨细胞分化过程中的作用及调控机理

发布时间：2018-06-08 22:42

本文选题：ATRA + 软骨细胞　；参考：《吉林大学》2017年博士论文

【摘要】：软骨细胞分化对于软骨内成骨是必要的,软骨内成骨通常发生在肢芽和生长板的形态发生中及在骨损伤的再生和修复中。前人研究证明,鹿茸是唯一的失去后还可完全再生的哺乳动物附属器官,其生长也包括软骨内成骨过程。鹿茸的再生涉及到包括软骨在内的多种组织的共同发育。因此,鹿茸可为研究软骨发育、软骨内成骨及组织的快速生长提供了一个理想模型。ATRA注射能显著刺激初角茸的生长,但其调控机制还不清楚。有报道指出ATRA在调控软骨细胞增殖与分化过程中发挥重要的作用,因此,我们推测ATRA可能通过促进鹿茸软骨细胞的增殖与分化刺激鹿茸的生长。在本研究中我们通过原位杂交、流式细胞术、MTS分析、荧光定量PCR、基因过表达和RNA干扰等方法研究了ATRA对鹿茸软骨细胞增殖与分化的作用,并探讨了它的调控机理。研究结果表明ATRA可促进鹿茸软骨细胞的增殖和CCND1、CCND2、CCND3、CCNE1、CDK2、CDK4和CDK6的表达。流式细胞术检测细胞周期结果表明,ATRA处理软骨细胞能促进细胞由G1期向S期过渡,进一步揭示了ATRA促进鹿茸软细胞增殖的调控机制。ATRA能刺激软骨细胞分化标志分子COL X和MMP13的表达。原位杂交结果表明RA转运蛋白CRABP2 m RNA在鹿茸软骨细胞中有表达。CRABP2基因沉默可减弱ATRA对软骨细胞分化的诱导作用,而CRABP2过表达则表现出相反的作用。ATRA代谢酶CYP26A1和CYP26B1也在鹿茸软骨细胞中高表达。特异性si RNA或联合拮抗剂R115866介导的CYP26A1或/和CYP26B1的抑制可增强ATRA对软骨细胞分化的促进效应,而过表达CYP26B1可削弱鹿茸软骨细胞对ATRA的敏感性。进一步研究发现,RA受体RARα、RARβ、RARγ、RXRα和RXRβ均在鹿茸软骨中有表达。RARα激动剂Am80处理软骨细胞可诱导COL X和MMP13的表达。相反,RARα拮抗剂Ro 41-5253或RXRαsi RNA处理可抑制ATRA对软骨细胞分化的刺激效应。进一步研究证实,ATRA可通过活化RARα/RXRα受体异二聚体抑制BMP2和WNT4的表达。BMP2和WNT4 m RNA在鹿茸软骨细胞中也有表达。BMP2和WNT4的敲低可分别增强ATRA对COL X和MMP13表达的诱导效应,而BMP2或WNT4的过表达抑制了ATRA的促进软骨细胞分化的作用。WNT4 si RNA转染可反转BMP2过表达对软骨细胞分化的抑制效应。同时,WNT4过表达则可阻碍BMP2 si RNA引起的COL X和MMP13表达的上调。通过转染BMP2 si RNA或过表达质粒后再添加ATRA,检测鹿茸软骨细胞WNT4的表达变化。结果显示,BMP2可介导ATRA对WNT4表达的调控。特异性si RNA介导的RUNX1表达的下调可显著抑制ATRA对鹿茸软骨细胞分化的诱导效应。相反,外源性r RUNX1的处理可显著刺激ATRA对软骨细胞COL X和MMP13表达的促进作用。与此同时,RUNX1也可介导BMP2和WNT4对鹿茸软骨细胞分化的调控。此外,WNT4 si RNA的转染可抑制BMP2过表达引起的软骨细胞RUNX1表达的下调,同时WNT4过表达则可反转BMP2 si RNA对RUNX1表达的促进作用。BMP2或WNT4在鹿茸软骨细胞中的敲低可增强ATRA对RUNX1表达的诱导作用,而BMP2或WNT4的过表达能反转ATRA的促进作用。综上所述,ATRA可活化RARα和RXRα受体进而通过BMP2-WNT4-RUNX1通路诱导鹿茸软骨细胞的分化。CRABP2可增强ATRA对软骨细胞BMP2、WNT4和RUNX1的表达及软骨细胞分化的调控作用,而CYP26A1和CYP26B1则可减弱鹿茸软骨细胞对ATRA的敏感性。
[Abstract]:The results showed that ATRA could stimulate the proliferation and differentiation of cartilage cells . The results showed that ATRA could stimulate the proliferation and differentiation of cartilage cells . In conclusion , ATRA can activate RAR伪and RXR alpha receptors to enhance the expression of RUNX1 , while the overexpression of BMP2 or WNT4 can enhance the expression of RUNX1 , while the overexpression of BMP2 or WNT4 can enhance the differentiation of cartilage cells .
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S825

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