CXCL2通过抑制成骨细胞分化影响骨质疏松发病的机制研究

发布时间：2020-10-23 00:33

　　 一、前言骨形成过程和成骨细胞关系密切。成骨细胞分化受体内多种因子及信号通路影响或调控。MAPK信号通路可介导体内多种反应,其下游ERK1/2通路激活可促进成骨细胞内RUNX2的表达,以发挥促进成骨细胞分化的调控作用。趋化因子CXCL2在人体内多种器官均可表达并分泌,其中以肝脏及骨骼表达量最高。通过与膜受体CXCR1及CXCR2特异性结合激活下游信号转导,其下游包括ERK1/2通路。近年来研究发现趋化因子可参与人体内非免疫相关反应,但尚未有研究涉足CXCL2是否可影响骨形成。二、目的探讨CXCL2与骨质疏松间的关系及其对骨形成和成骨分化的影响,研究其具体分子生物学机制,旨在拓展对趋化因子的认识,同时为骨质疏松症的治疗提供新的思路。三、材料和方法临床经筛选后共收集外周血标本20例,髓腔血标本16例。按患者双光子骨密度结果分组。ELISA检测标本中CXCL2表达量,对比差异,分析外周髓腔血中CXCL2与骨密度的相关性。建立去卵巢小鼠(OVX)骨质疏松小鼠模型。免疫荧光双染标记OCN及CXCL2,观察成骨细胞内CXCL2表达量,计算CXCL2+OCN+细胞与总成骨细胞数比值。为OVX及老年骨质疏松小鼠行髓腔注射CXCL2中和抗体。Micro-CT对比骨密度参数差异。免疫组化染色对比成骨细胞数与骨小梁面积比值。通过RNA干扰及质粒转染敲低或过表达CXCL2。CCK8检测增殖能力,流式细胞术检测凋亡率。应用Real-time PCR、Western blot检测RUNX2、OCN表达量,并行ALP及茜素红染色评价分化、矿化能力。最后将细胞联合处理SCH772984或C6神经酰胺行拯救实验,检测pERK1/2、RUNX2及OCN表达量,并行成骨分化染色。四、结果髓腔血标本CXCL2表达量显著高于外周血,并与骨密度呈显著负相关,骨质疏松组患者CXCL2显著高于对照组。OVX小鼠成骨细胞CXCL2表达量明显多于假手术组,CXCL2+成骨细胞比值显著高于假手术组。抗体注射组骨小梁表面成骨细胞数显著多于正常对照组,成骨细胞数/骨小梁面积前者显著高于后者,Micro-CT证实中和CXCL2可有效改善骨质疏松。CXCL2过表达后,CCK8增殖曲线变得更为平缓,RUNX2及OCN的表达受到抑制,碱性磷酸酶表达及矿化结节则显著减少;敲低CXCL2后则出现相反结果。联合处理SCH772984及C6神经酰胺均可逆转原有转染后细胞的功能变化。五、结论CXCL2与骨质疏松显著相关,并呈现向骨组织积聚趋势;骨质疏松小鼠成骨细胞CXCL2表达量升高;中和CXCL2可有效缓解小鼠骨质疏松进展,促进骨形成;成骨细胞内CXCL2通过降低RUNX2上游ERK1/2通路的活性抑制成骨细胞分化,从而发挥抑制骨形成的作用;CXCL2有望成为未来治疗骨质疏松的新靶标。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R580
【部分图文】：

图１－１骨的主要结构图。生长板－ｇｒｏｗｔｈ?ｐｌａｔｅ，骨飯－ｅｐｉｐｈｙｓｉｓ，松质骨－ｃａｎｃｅｌｌｏｕｓ?ｂｏｎｅ，干??飯端－ｍｅｔａｐｈｙｓｉｓ，皮质骨－ｃｏｍｐａｃｔ?ｂｏｎｅ，骨髓腔－ｍｅｄｕｌｌａｒｙ?ｃａｎａｌ，骨髓－ｂｏｎｅ?ｍａｒｒｏｗ，骨??外膜－ｐｅｒｉｏｓｔｅｕｍ，骨干－ｄｉａｐｈｙｓｉｓ，哈佛氏管－Ｈａｖｅｒｓｉａｎ?ｃａｎａｌ，哈佛氏系统－Ｈａｖｅｒｓｉａｎ?ｓｙｓｔｅｍ，??福克曼管－Ｖｏｌｋｍａｎｎ?ｃａｎａｌ，骨单位－ｏｓｔｅｏｎ。??１．１．２骨组织的更新代谢及骨组织细胞的作用??骨组织是动态的活性组织，即使骨骼完全成熟后，骨的更新与代谢也并未??终止。骨量的增加或减少是骨组织更新代谢的重要表现。通常认为，骨组织生??长、发育及骨形态发生变化与骨构塑密切相关，而骨组织的循环性代谢则是骨??重建的直接结果，一般不伴有骨形态的变化，是骨组织为维护自身的相对稳定??而进行的骨形成与骨吸收。骨形成与骨吸收之间的动态平衡为骨重建能够有序??地进行奠定了基础［１’２］。骨重建的基本单位是骨重建单位（ｂｏｎｅ?ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ?ｕｎｉｔ，??ＢＲＵ），其基本过程可归纳为骨吸收一骨形成一骨静止一骨吸收，循环往复周??

？２０１０?Ｍｅｒｒｉａｍ－Ｖｅｂｓｔｅｒ，?Ｉｎｃ．?？？?＿＿??图１－１骨的主要结构图。生长板－ｇｒｏｗｔｈ?ｐｌａｔｅ，骨飯－ｅｐｉｐｈｙｓｉｓ，松质骨－ｃａｎｃｅｌｌｏｕｓ?ｂｏｎｅ，干??飯端－ｍｅｔａｐｈｙｓｉｓ，皮质骨－ｃｏｍｐａｃｔ?ｂｏｎｅ，骨髓腔－ｍｅｄｕｌｌａｒｙ?ｃａｎａｌ，骨髓－ｂｏｎｅ?ｍａｒｒｏｗ，骨??外膜－ｐｅｒｉｏｓｔｅｕｍ，骨干－ｄｉａｐｈｙｓｉｓ，哈佛氏管－Ｈａｖｅｒｓｉａｎ?ｃａｎａｌ，哈佛氏系统－Ｈａｖｅｒｓｉａｎ?ｓｙｓｔｅｍ，??福克曼管－Ｖｏｌｋｍａｎｎ?ｃａｎａｌ，骨单位－ｏｓｔｅｏｎ。??１．１．２骨组织的更新代谢及骨组织细胞的作用??骨组织是动态的活性组织，即使骨骼完全成熟后，骨的更新与代谢也并未??终止。骨量的增加或减少是骨组织更新代谢的重要表现。通常认为，骨组织生??长、发育及骨形态发生变化与骨构塑密切相关，而骨组织的循环性代谢则是骨??重建的直接结果，一般不伴有骨形态的变化，是骨组织为维护自身的相对稳定??而进行的骨形成与骨吸收。骨形成与骨吸收之间的动态平衡为骨重建能够有序??地进行奠定了基础［１’２］。骨重建的基本单位是骨重建单位（ｂｏｎｅ?ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ?ｕｎｉｔ

?、心?，??图１－２骨多细胞单位在骨组织中的骨重建过程??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ?ｏｆ?ｂｏｎｅ?ｔｉｓｓｕｅ?ｂｙ?ｂｏｎｅ?ｍｕｌｔｉｃｅｌｌｕｌａｒ?ｕｎｉｔｓ．??（图片弓Ｉ?自：Ｓｅｅｍａｎ?Ｅ，?Ｄｅｌｍａｓ?Ｐ?Ｄ．?Ｂｏｎｅ?ｑｕａｌｉｔｙ—ｔｈｅ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ａｎｄ?ｓｔｍｃｔｕｒａｌ?ｂａｓｉｓ?ｏｆ?ｂｏｎｅ??ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ａｎｄ?ｆｒａｇｉｌｉｔｙ?［Ｊ］．?Ｎ?Ｅｎｇｌ?Ｊ?Ｍｅｄ，２００６，３５４（２１）：２２５０－２２６１）??１．２成骨细胞的分化及其调控机制??１．２．１成骨细胞的分化路径??成骨性谱系细胞包括间充质干细胞、成骨前体细胞、成骨细胞、骨衬细胞??以及骨细胞。骨髓腔内的间充质千细胞可分化为成骨细胞前体（ｐｒｅｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ），??４??
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本文编号：2852298