《R-spondin 2/LGR5增強wnt/β-catenin信號通路促進骨質疏鬆後骨重建的機制》是依託上海交通大學，由鄭新峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：R-spondin 2/LGR5增強wnt/β-catenin信號通路促進骨質疏鬆後骨重建的機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭新峰
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Wnt/β-catenin通路是維持骨穩態的成骨關鍵信號。研究表明R-spondin 2可調控Wnt通路，增強成骨細胞礦化作用。但能否通過上調Wnt通路促進骨質疏鬆後骨重建及其具體機制尚不清楚。我們的預實驗結果提示骨質疏鬆骨組織中R-spondin 2及其受體LGR5表達明顯降低。故我們提出假說：R-spondin 2結合LGR5增強wnt通路促進骨質疏鬆後骨重建。為驗證這一假說，我們將通過人體骨組織、原代BMSCs和成骨細胞、去卵巢小鼠模型、R-spondin 2轉基因小鼠和LGR5基因敲除小鼠，採用PCR、Western blot、ELISA、RNA干擾、組織學染色等手段，從分子、細胞、組織以及動物體內多層次探討R-spondin 2/LGR5調控經典Wnt通路在骨重建中的重要作用及可能機制。本項目的研究有助於深入了解Wnt通路調控成骨分化的上游信號傳導，為骨質疏鬆的防治提供新思路。
結題摘要
R-spondin 2可調控Wnt通路，增強成骨細胞礦化作用。但能否通過上調Wnt通路促進骨質疏鬆後骨重建及其機制尚不清楚。本課題採用重組R-spondin 2蛋白因子處理MC3T3-E1細胞，ALP活性明顯升高，礦化結節的數量和面積明顯增加，同時成骨細胞標誌基因OPG、Osterix和Runx2表達明顯升高，但是RANKL基因表達未受影響，RANKL/OPG比值降低。當加入Dkk-1時，R-spondin 2促進活性β-catenin蛋白表達的作用受到抑制；加入Wnt3a時，活性β-catenin蛋白表達進一步增強，同時成骨相關基因表達、礦化結節形成、ALP活性和Wnt信號活性進一步明顯增強。干擾MC3T3-E1細胞的LGR4基因功能， R-spondin 2失去對礦化結節形成、ALP活性以及成骨細胞標誌基因表達的積極誘導作用，同時R-spondin 2失去了對Wnt信號通路相關蛋白磷酸化-Lrp5和活性β-catenin蛋白表達的促進作用，並且失去對ZNRF3蛋白表達的抑制作用。R-spondin 2刺激共培養體系，培養液中OPG蛋白濃度明顯升高，而RANKL蛋白濃度無明顯變化，RANKL/OPG比值降低，破骨細胞標誌基因Trap和Cd47表達降低，破骨細胞分化和成熟受到抑制，破骨細胞數量明顯減少；加入RANKL蛋白因子，破骨細胞數量明顯增加，Trap和Cd47表達明顯升高，R-spondin 2對破骨細胞分化和成熟的抑制作用被中和。當LGR4-/-MC3T3-E1細胞/破骨細胞共培養時，破骨細胞數量明顯增加，Trap和Cd47表達明顯升高，R-spondin 2對破骨細胞分化和成熟的抑制作用消失。R-spondin 2治療卵巢切除小鼠8周后，骨小梁周圍破骨細胞數量和面積明顯減少，MAR和BFR明顯增加，骨微結構明顯改善。同時，R-spondin 2促使正常小鼠的骨合成代謝增加，脛骨近端破骨細胞數量和面積減少，骨微結構參數BV/TV、Tb.N和Tb.Th明顯增加，Tb.Sp明顯降低。結果表明R-spondin 2結合LGR4，通過活化經典Wnt信號通路，促進成骨細胞分化和成熟，誘導骨形成。R-spondin2抑制破骨細胞形成需要LGR4基因功能正常表達的成骨細胞存在。外源性R-spondin 2能夠促進骨形成，降低骨量丟失，改善卵巢切除小鼠脛骨近端骨微細結構。
