镁离子调节Erk信号通路及自噬形成抑制软骨细胞外基质钙化的分子生物学机制研究

发布时间：2024-04-01 23:03

　　研究目的:骨性关节炎最重要的细胞病理学变化包括软骨细胞肥大化、软骨细胞凋亡、软骨细胞被成骨细胞替代。细胞外基质(extracellular matrix,ECM)由以胶原为主要成分向以钙磷酸盐为主要成分转化,导致软骨细胞外基质被骨组织所替代,并最终形成骨性关节炎的主要组织学特点。镁是人体内常量元素,是细胞内含量仅次于钙离子的二价阳离子,它在维持人体的正常生理功能、促进细胞和生物酶活性中发挥了至关重要的作用,其参与多种酶促反应、蛋白合成和能量代谢;调控骨组织生长和维持神经肌肉的兴奋性;保持胃肠道和激素功能的稳定性。Ca²⁺和Mg²⁺作为人体内含量最大的两种二价阳离子,细胞外液的平衡调控着细胞外微环境中钙盐沉积和组织钙化水平;同时生理性的骨形成、骨吸收和病理性的异位骨化、软骨细胞钙化也受到这两种离子的调控影响。目前发现,钙化的肌腱组织和韧带中,钙含量较正常组织增高,且随着肌腱退变和钙化的严重程度而加剧,而镁的含量则随着肌腱老化和退变而下降;近年研究表明,Mg²⁺与细胞外基质的钙化过程密切相关,涉及很多常见的病理状态,如骨质疏...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.细胞外高浓度Mg2+抑制OM中ATDC5外基质钙化

中国医科大学博士学位论文3结果3.1高浓度Mg2+抑制ATDC5软骨细胞外基质钙化当OM培养基中镁离子含量在1.6mM/L或更高浓度时，ATDC5细胞外基质钙化程度受到显著的抑制（图1a），与在OM中培养的ATDC5细胞相比，随着Mg2+浓度的增加，....

图2.高浓度Mg2+的OM培养基和单纯OM培养基，可以调控促软骨形成，软骨细胞肥大

肥大化及钙化的主要调控因素，此外X型胶原蛋白由肥大软骨细胞表达，其高表达是软骨细胞肥大化的主要标志。在本研究中我们发现，OM培养基和含有高浓度Mg2+的OM培养基中，Runx2和胶原蛋白X的表达出现显着差异。MGP与钙离子具有高亲和力，于其他含Gla基团的蛋....

图3Westernblot结果显示，培养7d后，成骨诱导培养基可激活ATDC5中软骨细胞肥大化

中国医科大学博士学位论文3.3高浓度Mg2+调控ATDC5软骨细胞蛋白表达Runx2，MMP13，Col1α1和Col10α1蛋白表达与我们在Real-timePCR中发现的结果一致。成骨诱导培养基可以激活ATDC5软骨细胞肥大化，增加Runx2转录因子....

图4.磷酸化的ERK敏感且易于降解，因此我们选择在OM培养基和OM+2.4mM/LMg2+培养基中培养细胞24小时后，收集ATDC5细胞总蛋白，并进行蛋白质印迹检测

3.4高浓度Mg抑制ATDC5信号通路ERK1/2蛋白磷酸化表达及自噬相关蛋白表达骨发育和骨质疏松症已经被越来越多的研究所证实，自噬过程已经被证实参与ECM钙化形成[23]。骨细胞中自噬的抑制导致骨量的下降，而低水平自噬表达影响骨重建相关，表明自噬对于钙化过程是必....

本文编号：3945443