MAPK信号通路参与TNFα对GLUT1表达及成骨细胞分化的调控

发布时间：2017-09-19 00:28

  本文关键词：MAPK信号通路参与TNFα对GLUT1表达及成骨细胞分化的调控

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【摘要】：骨稳态是由破骨细胞和成骨细胞来维持的,两种细胞活性的失衡直接导致骨吸收和骨生成作用的失衡,就会产生相应的骨疾病。在正常生理条件下,破骨细胞和成骨细胞的作用是紧密协调的从而避免骨亏损和骨增生的发生;但在关节炎、骨髓炎、牙周骨损失等慢性炎症性骨疾病患者体内,由于破骨细胞和成骨细胞作用的失衡导致异常骨损失或骨生成的发生。在类风湿性关节炎病人体内,促炎因子例如肿瘤坏死因子α(tumour necrosis factor alpha,TNFα)的水平和活性增强,破坏了病人的关节和骨;糖尿病及肥胖症患者体内也有较高水平的TNFα表达,他们的骨密度及骨量相较健康人而言都较低,更易得骨质疏松症。骨质疏松症患者由于骨质、骨强度和骨微构架的受损特质更易发生脆性骨折,这些疾病大都属于慢性炎症性疾病。因此研究TNFα对成骨细胞的分化和骨生成作用的影响十分必要且重要。我们首先利用前成骨细胞系MC3T3-E1检测TNFα对成骨细胞分化的影响。TNFα刺激分化的MC3T3-E1细胞后,我们应用实时荧光定量PCR(Q-PCR)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性检测和茜素红S染色实验来检测TNFα对成骨细胞细胞分化和矿化的作用。进一步,我们探索了TNFα作用成骨分化的分子机制。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路是成骨细胞分化调节方面研究较广泛的通路,已经发现MAPK激酶应对各种因素的刺激采用不同的调节模式。我们用ERK、JNK、p38等MAPK激酶相应的抑制剂作用于MC3T3-E1细胞,利用Western Blot(WB)和碱性磷酸酶活性检测实验检测了MAPK信号通路在TNFα成骨细胞分化调控中的作用。除此之外,我们还针对MC3T3-E1细胞中葡萄糖转运蛋白1(glucose transporter1,GLUT1)的表达变化情况探索了TNFα对成骨细胞分化的糖代谢调节影响及其调节的初步机制。主要研究结果:(1)实时荧光定量PCR结果显示,TNFα抑制了MC3T3-E1细胞成骨分化标志基因ALP、骨钙素(osteocalcin,OC)和骨唾液酸蛋白(bone silaoprotein,BSP)的表达。碱性磷酸酶活性检测和茜素红S染色实验结果显示,TNFα处理组相对阴性对照组碱性磷酸酶的活性降低,茜素红S染色较浅。(2)TNFα在剂量和时间上依赖性的激活MC3T3-E1细胞中MAPK激酶活性,短时刺激上调细胞中GLUT1的表达水平。(3)沉默GLUT1表达后,MC3T3-E1细胞成骨分化标志基因ALP和BSP的基因表达下调。(4)MAPK(ERK、JNK、p38)抑制剂处理阻断了TNFα对MAPK激酶的活化和对GLUT1表达的上调作用,其中ERK和JNK抑制剂缓解了TNFα对碱性磷酸酶活性的下调作用,而JNK和p38抑制剂显著性的逆转了TNFα对GLUT1表达的上调作用。结论:TNFα抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化;MAPK信号通路在MC3T3-E1细胞成骨分化过程中具有重要作用,其中ERK和JNK通路参与了TNFα对MC3T3-E1细胞成骨分化的调控作用;TNFα对成骨细胞中GLUT1的表达具有短时效应和长时间效应,短时刺激上调成骨细胞中GLUT1的表达,长时间作用可能通过活化NF-κB通路抑制成骨细胞分化下调GLUT1表达;MAPK信号通路尤其是JNK和p38 MAPK通路参与了MC3T3-E1细胞中TNFα上调GLUT1表达的调控作用。很可能TNFα通过MAPK和NF-κB信号通路调控MC3T3-E1细胞中GLUT1的表达进而调节细胞的糖代谢过程。
【关键词】：MC3T3-E1细胞 成骨分化 TNFα GLUT1 MAPK信号通路
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R68
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 引言10-13
• 第一部分 TNFα对成骨分化的影响及MAPK信号通路在此调控中作用的探究13-31
• 1 材料与方法13-23
• 2 结果23-27
• 3 讨论27-31
• 第二部分 TNFα对成骨分化中GLUT1表达的影响及其调控机制研究31-41
• 1 材料与方法31-33
• 2 结果33-39
• 3 讨论39-41
• 结论41-42
• 参考文献42-48
• 综述 骨髓间充质干细胞（BMSCs)成骨和成脂分化的调节48-57
• 参考文献53-57
• 攻读学位期间已发表和待发表的论文57-58
• 英文缩略词表58-59
• 致谢59-60

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本文编号：878436