《乳鐵蛋白對成骨細胞MAPK信號通路調控作用的研究》是依託中國農業大學，由郭慧媛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：乳鐵蛋白對成骨細胞MAPK信號通路調控作用的研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：郭慧媛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前全世界約有2億人患骨質疏鬆症，其發病率己躍居常見病、多發病的第7位，嚴重地危害著人類的健康與生活質量。近幾年最新的研究和本項目組的前期研究均表明乳鐵蛋白具有非常良好的體內、體外成骨活性，是一種全新的具有治療骨質疏鬆症潛力的天然活性物質。然而，目前對乳鐵蛋白成骨活性的研究主要停留在生理功能評價層面上，其確切的作用機制尚不明確。.本項目從信號轉導與轉錄調控的角度出發，瞄準成骨細胞代謝調控的中心環節-MAPK信號通路，通過體外細胞培養，並套用抑制劑阻斷、RT-PCR和Western blot技術，分析MAPK信號通路的三條經典信號途徑-ERK、JNK、p38旁路在乳鐵蛋白促進成骨細胞增殖與分化功能中的作用，並闡明其中關鍵的信號傳導步驟，為從細胞水平和分子水平揭示乳鐵蛋白成骨活性的作用機理提供科學證據，並為開發新型的具有改善骨質疏鬆症作用的功能乳製品提供理論依據。
結題摘要
乳鐵蛋白是一種具有多重生理功能的天然活性蛋白，大量研究已經證明其具有強大的體內體外成骨活性。然而，乳鐵蛋白成骨活性的機理現在仍不明確。本研究旨在闡明乳鐵蛋白對成骨細胞的作用機制，特別是乳鐵蛋白促進成骨細胞分化的細胞信號傳導途徑。本課題以原代成骨細胞和前成骨細胞系MC3T3-E1為模型，證明了乳鐵蛋白可以有效地促進成骨細胞分化標誌物鹼性磷酸酶（ALP）的活性和骨鈣素（OCN）的表達，以及礦化結節的形成。此外，乳鐵蛋白還可以顯著增加骨特異性轉錄因子Runx2的磷酸化水平，表明乳鐵蛋白可以促進成骨細胞的分化成熟。乳鐵蛋白刺激MC3T3-E1細胞後，細胞內p38 MAPK磷酸化水平和激酶活性顯著升高，利用通路抑制劑和siRNA 敲除手段抑制p38 MAPK通路後，乳鐵蛋白促成骨細胞分化的作用顯著降低。同時，乳鐵蛋白誘導的Runx2磷酸化也被抑制。乳鐵蛋白激活p38 MAPK通路的同時，我們發現PKA通路也被激活。PKA抑制劑實驗證明PKA通路也是乳鐵蛋白促進成骨細胞分化的主要途徑，並且是位於p38 MAPK上游的關鍵靶點。為了進一步闡明乳鐵蛋白的信號轉導途徑，我們研究了乳鐵蛋白受體LRP1的作用。通過構建慢病毒介導的穩定敲除MC3T3-E1細胞，我們證明乳鐵蛋白受體LRP1並不參與乳鐵蛋白對成骨細胞分化的促進過程，可能存在其他未知受體介導了乳鐵蛋白的這一作用。本研究首次闡明了乳鐵蛋白促進成骨細胞分化的信號轉導機制，即乳鐵蛋白通過PKA-P38 MAPK信號轉導途徑促進轉錄因子Runx的磷酸化，從而引發分化標誌物ALP與OCN的表達，加速了分化進程。在這一過程中，可能存在除LRP1以外的其它受體參與其中。
