《Runx2轉錄單位的解構及其調控成骨分化機制的研究》是依託同濟大學，由潘秋輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Runx2轉錄單位的解構及其調控成骨分化機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘秋輝
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來非編碼RNA的重要性日益彰顯。申請人總結前人工作認為：mRNA與其周圍/內部多種非編碼RNA共同組成基本轉錄單位（Basic Transcript Unit，BTU）。BTU作用包括兩種：一是編碼蛋白，由mRNA承擔；二是調控基因表達，由多種非編碼RNA協同完成。因此基因表達調控應該在BTU的整體水平上進行研究。申請人在前期工作中發現，成骨分化中最關鍵的轉錄因子Runx2基因具有BTU的結構，至少包括兩種反義非編碼RNA：Supt3h與Runx2AS，二者都具有調控Runx2表達的功能。本項目將擴大搜尋Runx2 BTU的其它非編碼成員，對BTU成員的序列結構、表達的時空分布進行系統表征，並採用表觀遺傳技術著重探討Supt3h與Runx2AS調控作用的分子機制。本項目的完成是對骨分化調控理論的重要補充，可能為BTU功能解析提供一種標準模式，因此極具價值。
結題摘要
骨發生包括骨組織形成（bone formation）和骨組織吸收（bone resorption）兩個基本過程。骨形成後，人的一生均通過骨形成和骨吸收構成的骨重建過程保持骨的更新。其中，骨形成由成骨細胞調控，骨吸收則由破骨細胞調控。骨代謝穩態依賴於這兩種細胞之間的耦聯平衡和精確調控，此平衡一旦被打破，將會導致以骨質疏鬆為代表的多種骨代謝疾病的發生。 申請人在前期工作中發現，成骨分化中最關鍵的轉錄因子Runx2基因具有BTU的結構，至少包括兩種反義非編碼RNA：Supt3h與Runx2AS，都具有調控Runx2表達的功能。本項目將擴大搜尋Runx2 BTU的其它成員，對BTU成員的序列結構、表達的時空分布進行系統表征，探討其與骨損傷修復的關係，並著重探討Supt3h與Runx2AS調控作用的分子機制。 1. Supt3h基因敲除導致了小鼠骨質疏鬆的發生 X-射線攝像、小鼠後肢骨長度分析表明，Supt3H基因敲除小鼠骨形態正常；但是骨密度檢測發現，Supt3H基因敲除小鼠的骨密度明顯低於野生型小鼠（P＜0.01）。Micro-CT分析顯示，Supt3H基因敲除小鼠股骨松質骨骨密度和骨礦物含量明顯減少（P＜0.01），骨表面積和體積比升高（P＜0.01），骨體積分數下降（P＜0.05），同時骨小梁的數量減少，連線度降低，厚度減小，骨小梁間隙增大，結構形態桿狀化，其超微結構發生了退行性變化，出現了明顯的骨質疏鬆的表型。 2. Supt3h基因敲除促進了破骨細胞的分化成熟和骨吸收活性 組織切片TRAP顯色表明，Supt3h基因敲除小鼠破骨細胞數目和活性明顯增強；體外破骨細胞M-CSF和RANKL誘導分化實驗發現，Supt3h基因敲除導致破骨細胞數量顯著增多（P＜0.01），體積顯著增大（P＜0.01），骨片上骨吸收陷窩多且面積大（P＜0.01）。分子水平檢測發現， Supt3h基因敲除小鼠的破骨細胞標誌性基因TRAP、CTR和cathepsinK的表達顯著升高（分別為P＜0.01、P＜0.05和P＜0.05）。上述結果提示：Supt3h基因敲除促進了破骨細胞的分化成熟和骨吸收活性。對體外誘導培養的破骨細胞在不同的時間點提取蛋白，發現誘導時間5min時，NF-κB信號通路中的IKK、IκB和NF-κB的磷酸化水平達到最高峰，且Supt3h基因敲除組高於野生型組。
