收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

DDR2在成骨细胞分化过程中的作用研究

张燕  
【摘要】: 成骨细胞的分化是一个十分复杂的过程,受到多种因素的共同影响和作用。成骨细胞和其胞外基质成份的相互作用对其分化影响至关重要。在这样一个“对话”中,成骨细胞胞膜上的相应受体感受到来自于胞外的分化刺激信号,对其做出反应,启动胞内一系列活化信号,促进成骨细胞分化。 整合素α2β1是成骨细胞胞膜上感受胞外环境的“感受器”之一,它接收来自于胞外的分化刺激信号,并对其做出反应,在成骨细胞分化的过程中起重要作用。在I型胶原刺激下,整合素α2β1通过调节成骨分化过程中关键的转录因子Runx2的活性,调节成骨特异性基因的表达,进一步起到促进成骨细胞分化的作用。 除了整合素家族,DDRs家族是也是胞外I型胶原的重要受体。DDR2基因敲除小鼠的重要表型之一是侏儒症与长骨发育不全;人DDR2基因发生突变可以导致人脊椎干骺端发育不良(spondylometaphyseal dysplasia,SMED),SMED患者都表现为四肢短小、粗大。DDRs是一类受体型蛋白酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinase,RTKs),因为其胞外有一个discoidin样结构域而被称为盘状结构域受体(discoidin domain receptor),其配体是胶原。DDR1可被大多数类型的胶原激活(I型至VI型和VIII型),而DDR2仅选择性地被纤维性胶原激活,尤其是I型和III型。 根据以上研究结果,我们设想,同样作为I型胶原受体的DDR2,是否也能作为成骨细胞表面的感受器,发挥类似于整合素α2β1在调节成骨细胞分化方面的作用呢?目前尚未有DDRs在成骨细胞分化方面作用的相关报道,因此,本课题基于这个问题展开了详细的研究和探讨。 我们首先建立了多种成骨细胞分化的模型,包括经典的小鼠前成骨细胞MC3T3-E1诱导分化模型、小鼠前肌肉细胞C2C12向成骨细胞分化的诱导模型,以及原代培养的小鼠间充质干细胞向成骨细胞分化的诱导模型。我们检测了DDRs在成骨细胞分化过程中的动态变化,发现DDR2的表达表现为一个先明显增加后逐渐降低的特点,最后逐渐降低至基础水平,细胞分化前后DDR2的表达水平没有明显差异;DDR1在成骨细胞分化的过程当中几乎未发生任何变化。所以我们将研究集中在了DDR2上。磷酸化分析表明,细胞分化后DDR2的磷酸化水平明显增强。 为了进一步明确DDR2在成骨细胞分化的过程当中的作用,我们利用慢病毒介导的基因转导技术,成功构建了干涉DDR2、过表达DDR2的稳定MC3T3-E1克隆,和DDR2被干涉的BMSC克隆。我们对这些细胞进行了成骨诱导分化,检测DDR2表达发生变化对成骨细胞分化的影响。通过检测成骨分化标志分子的表达情况(ALP/OCN mRNA、ALP活性、OCN分泌和矿化结节的形成),来比较和分析DDR2表达发生变化的细胞与对照细胞在分化能力方面的差异。我们发现,DDR2低表达细胞的分化受到阻碍,分化速度变缓;而DDR2高表达细胞的分化受到促进作用,分化速度加快。DDR2表达水平的变化可以明显影响成骨细胞的分化。 为了进一步研究DDR2促进成骨细胞分化的分子机制,我们检测了降低和加强DDR2表达后Runx2的转录活性的变化。通过Runx2靶基因OCN启动子活性分析、Runx2特异性结合位点OSE2报告基因活性和EMSA分析,我们发现,DDR2被干涉后Runx2的活性明显被降低,DDR2活化后Runx2活性明显增强。DDR2确实是通过调节Runx2的转录活性来促进成骨细胞的分化。 通过比较不同克隆之间的Runx2表达量和亚细胞定位,我们发现,无论MC3T3-E1细胞处于何种分化状态,Runx2的表达均不受DDR2表达状况的影响,Runx2在细胞核和细胞浆的分布情况也未受DDR2影响。相反,Runx2的磷酸化受到了DDR2的显著调控。DDR2低表达的细胞在已经分化情况下,Runx2的磷酸化水平比对照细胞低;DDR2高表达的细胞的Runx2的磷酸化水平比对照细胞高。DDR2低表达造成I型胶原介导的Runx2磷酸化水平明显降低,DDR2高表达造成I型胶原介导的Runx2磷酸化水平也明显增强。 细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)可以磷酸化Runx2,在成骨细胞的分化过程中起重要作用。而ERK也可以介导DDR2对MMP13的表达调控。所以我们推测ERK是否也参与到DDR2对Runx2的活性调控过程。首先我们比较了DDR2被干涉和DDR2正常表达的细胞成骨分化过程中ERK的磷酸化的差异,我们发现,在细胞分化过程中DDR2低表达细胞的ERK的磷酸化程度远远低于对照细胞。其次我们使用ERK的抑制剂PD98059,来检测ERK活性受到抑制时能否对Runx2的转录活性产生影响。结果发现,ERK失活时由FcDDR2引起的Runx2的转录活性、磷酸化水平明显受到了抑制,ERK介导了DDR2对Runx2的活性调控。为了进一步明确ERK的作用,我们使用了Runx2的S3013/319E突变体(一种能够模拟ERK对Runx2的磷酸化的突变体)进行了恢复实验。结果表明,导入S3013/319E质粒后,由DDR2缺失造成的Runx2转录活性下降、成骨分化表型基因表达下降现象都发生了不同程度的恢复。 通过本研究,我们提出DDR2在调控成骨细胞分化方面起重要的作用,并且提出可能的分子机制。为研究成骨细胞分化提供了新思路,也丰富了人们对DDR2下游活化信号的认识。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王海鹏;高杰;张小平;樊志强;杨彤涛;范清宇;马保安;;miR-30a-5p在人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中的生物学功能及验证[J];中国医药导报;2011年16期
2 张永英;崔亚洲;周小艳;韩金祥;;牙本质基质蛋白1及其对骨形成的调控作用[J];中国生物化学与分子生物学报;2011年09期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭勇;郭春;张西正;闫玉仙;李瑞欣;张春秋;王亮;;相同机械应力对成骨细胞分化和破骨细胞分化的影响[A];天津市生物医学工程学会第30次学术年会暨生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2010年
2 舒晓春;刘君静;;不同浓度的骨碎补总黄酮对大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的影响[A];内分泌代谢病中西医结合研究——临床与基础[C];2010年
3 刘元林;江小霞;苏永锋;霍思维;朱恒;吴英;李秀森;张毅;毛宁;;活化的T细胞促进间充质干细胞分化为成骨细胞[A];第12届全国实验血液学会议论文摘要[C];2009年
4 卢瑛;;Apelin抑制血管平滑肌细胞向成骨细胞分化[A];中华医学会第六次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议暨中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会成立十周年论文汇编[C];2011年
5 林春博;谢富荣;杨渊;陈维平;;柚皮甙体外诱导兔骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的实验研究[A];第十八届全国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编[C];2011年
6 郎红梅;金小岚;万勇;;低氧对骨髓基质细胞向成骨细胞分化影响的实验研究[A];中华医学会第三次骨质疏松和骨矿盐疾病中青年学术会议论文汇编[C];2011年
7 郎红梅;金小岚;万勇;;不同氧浓度对骨髓基质细胞向成骨细胞分化过程中骨形态蛋白及其受体表达的影响[A];中华医学会第三次骨质疏松和骨矿盐疾病中青年学术会议论文汇编[C];2011年
8 肖洲生;L.DarrylQuarles;陈清泉;餘豔辉;瞿湘萍;蒋长虹;鄧汉武;李元建;周宏灝;;二甲基精氨酸对维生素C诱导小鼠骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的抑制效应[A];海峡两岸三地药理学学术报告会论文汇编[C];2001年
9 袁凌青;;一个新克隆的microRNA对血管平滑肌细胞向成骨细胞分化作用机制研究[A];中华医学会第十次全国内分泌学学术会议论文汇编[C];2011年
10 谢振卿;安刚;黄靖;徐燕;王燕婴;李长虹;于珍;郝牧;邱录贵;;FHL2促进硼替佐米对骨髓瘤患者间充质干细胞向成骨细胞分化的作用[A];第13届全国实验血液学会议论文摘要[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张燕;DDR2在成骨细胞分化过程中的作用研究[D];第四军医大学;2010年
2 傅德皓;骨形态发生蛋白-2诱导成骨过程中血管内皮生长因子的表达及意义[D];华中科技大学;2006年
3 夏扬;海藻酸钠—明胶共混体系为载体的可注射式组织工程骨的研究[D];中国协和医科大学;2008年
4 赵煜;磁性附着体模拟静磁场对成骨细胞生物学效应的基础研究[D];四川大学;2006年
5 赵子义;骨髓间充质干细胞构建组织工程化骨与软骨的实验研究[D];吉林大学;2005年
6 裴育;生长因子对成骨细胞特异转录因子Cbfal基因表达的影响以及Cbfal基因多态性与骨质疏松的关系[D];中国协和医科大学;2003年
7 张科强;冲击波诱导人骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的机制[D];吉林大学;2008年
8 陆蕴松;重组低氧诱导因子-1α对成骨细胞功能调控的实验研究[D];吉林大学;2009年
9 马杰;全身照射引起小鼠Flk-1~+骨髓间充质干细胞细胞衰老不相关的成骨潜能改变及其与骨骼和造血系统损伤的关系[D];中国协和医科大学;2007年
10 钟招明;生长分化因子-5诱导人黄韧带细胞成骨分化的作用及机制[D];南方医科大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柯勇;淫羊藿苷对成骨细胞BMP-2表达影响的实验研究[D];湖北中医学院;2008年
2 糜丽;成骨细胞对变化的流体剪应力的响应[D];重庆大学;2008年
3 李岩;人胚胎来源多潜能干细胞向成骨细胞分化的研究[D];吉林大学;2010年
4 胡晓丽;成骨细胞在多发性骨髓瘤骨病中的作用[D];苏州大学;2008年
5 颜春鲁;左归丸加减方对大鼠骨髓间充质干细胞增殖和骨向分化影响的实验研究[D];兰州大学;2008年
6 张丽娜;糖皮质激素与骨质疏松症[D];河北医科大学;2008年
7 任平;MAPK通道对大鼠成骨细胞TRPV6表达水平的影响[D];吉林大学;2009年
8 孙亚东;小鼠胚胎干细胞体外诱导分化为成骨细胞研究[D];西北农林科技大学;2006年
9 周娅蕾;低强度脉冲电磁场对体外培养大鼠骨髓间充质干细胞的影响[D];第四军医大学;2007年
10 林强;补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞增殖与骨向分化的影响[D];暨南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾雷;金士顿挑战DDR2时代[N];国际商报;2005年
2 ;DDR266价格已跌近成本[N];中国计算机报;2003年
3 ;DDR2时机未到[N];电脑报;2004年
4 徐福;Intel又对DDR2踩刹车?[N];中国电脑教育报;2005年
5 ;Kingston HyperX入侵DDR2[N];中国计算机报;2004年
6 ;预示明日主流的Kingston DDR2内存[N];中国计算机报;2003年
7 小青;高性能HyperX DDR2上市[N];中国高新技术产业导报;2004年
8 ;创见DDR200/266内存上市[N];中国计算机报;2001年
9 王旭 阿亮;内存升级无人喝彩[N];中国计算机报;2004年
10 评测实验室 石锤;内存速度战[N];计算机世界;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978