G蛋白a亚基13(Gna13)负调控破骨细胞及Cbfβ正调控骨发育以维持体内骨量平衡的分子机制研究

【摘要】成骨细胞和破骨细胞的功能平衡维系着骨量平衡。破骨细胞是承担骨吸收功能的主要细胞,活性受到微妙的调节和控制,其正调控因子受到了广泛的关注和研究,而负调控机制仍不清晰。我们用基因表达芯片技术筛选结合RNA干扰沉默基因表达、破骨细胞体外培养功能分析等方法,确定了Gnal3(G蛋白α亚基13,鸟苷酸结合蛋白α亚基13)和TANK为破骨细胞分化和活化的负调控因子。为了确认体外的实验结果,我们构建了Gna13破骨细胞前体细胞特异性敲除(Gna13f/fLysM-cre)和Gnal3破骨细胞特异性敲除的小鼠(Gnal3f/fCtsk-cre)。u-CT、X射线和组织学分析表明Gnal3条件性敲除小鼠骨质疏松,体内破骨细胞数目增加。Gnal3基因缺失促进破骨细胞的形成和融合、破骨细胞特异性基因的表达、F-肌动蛋白环的形成、组织蛋白酶K的分泌和骨吸收。进一步的研究表明,Gna13缺陷的破骨细胞前体细胞AKT磷酸化明显增强,其下游的GSK3β(Glycogensynthasekinase3(3)磷酸化也加强,NFATc1更多地在细胞核中分布。Gna13缺陷的破骨细胞c-src/Racl的活性也增强。进一步的,免疫共沉淀技术表明Gnal3与IA型P13K催化亚基p110α相互作用。另外的,破骨细胞前体细胞中Gna13功能增益阻断破骨细胞的融合、破坏F-actinring的形成、减少Ctsk的分泌、抑制骨吸收功能、减少破骨细胞特异性基因的表达并减弱AKT活性。综上所述,Gna13通过调控AKT/GSK3β/NFATc1信号通路和c-Src/racl的活性负调节破骨细胞的活性。然后,我们通过构建和研究cbfβ间充质干细胞条件性敲除(PrxlCbfβf/f)小鼠和cbfβ软骨细胞条件性敲除(Col2o1Cbfβf/f)小鼠发现Cbfp调控出生后小鼠的骨量平衡。Prx1Cbfβf/f和Col2a1Cbfβf/f小鼠存活至成年,但表现出严重的肢体畸形：生长板增殖区大大缩短,细胞排列混乱,生长板肥大区和骨小梁基本消失。一方面,Cbfβ调控了成骨细胞的分化；另一方面,Cbfβ通过调控Runx2转录活性和Ihh-PTHrP信号通路来调控生长板发育,从而促进骨小梁形成。研究结果表明,调控Gnal3和Cbfβ的表达,可发展成为一种治疗骨质疏松症和调控骨质平衡的新的技术方法。
【作者】吴梦瑞；
【导师】李亦平；邵建忠；
【作者基本信息】浙江大学，细胞和分子生物学，2014，博士
【关键词】Gna13；TANK；破骨细胞；AKT/GSK3β/NFATc1信号；c-Src/Racl；Cbfβ；成骨细胞；软骨细胞；骨骼发育；Ihh-PTHrP；

【参考文献】
[1]任刚.太阳活动对区域电离层的影响分析[D].长安大学,大地测量学与测量工程,2013,硕士.
[2]王珏.小学三年级快乐作文教学设计与实践研究[D].宁夏大学,现代教育技术（专业学位）,2014,硕士.
[3]李大虎,曹一家.基于同步相量测量的实时电压稳定分析方法[J].电力系统自动化,2006,12:17-22.
[4]戴倩.“词心”“词史”与蒋春霖词[D].安庆师范学院,中国古代文学,2012,硕士.
[5]魏丽.T企业物流配送信息平台需求分析与体系架构[J].科技经济市场,2014,09:89-90.
[6]徐博斌,何永义,俞涛,林金生.水射流切割机床数控系统的设计[J].机电一体化.2000(04)
[7]王芳红.CD147和MMP-9在胆囊癌及癌前病变组织中的表达[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[8]卢星星.中国智慧的跨文化翻译与传播[D].南京航空航天大学,英语语言文学,2013,硕士.
[9]巩金龙.负载型MoO_3催化草酸二甲酯和苯酚酯交换反应合成草酸二苯酯的研究[D].天津大学,化学工艺,2004,硕士.
[10]黄正峰.基于时序驱动的综合技术研究[D].合肥工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[11]俞寿朋,查中圻,梁杰.频率加强滤波[J].石油地球物理勘探,1984,03:200-209.
[12]王春芳.黄颡鱼消化道的发育及其选食性研究[D].华中农业大学,水产养殖,2001,硕士.
[13]陈城勇.铅炭超级电池的改性及制备[D].浙江工业大学,2014.
[14]王璐.表面活性剂Tween-20及Zn(Ⅱ)强化生物滴滤器处理有机废气的性能研究[D].湖南大学,环境工程,2014,硕士.
[15]蒋春云.新型混合连肢墙结构滞回性能的有限元分析[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[16]马先帅.关于不同语言能力下的非英语专业大一新生跨文化交际能力调查研究[D].南京理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[17]周贝贝.蓝藻打捞对水中氮磷及藻类生长的影响[D].南京师范大学,环境地理学,2012,硕士.
[18]田文文,王卫,陈安磊,李裕元,李雁勇,谢小立.红壤稻田弃耕后植被和土壤有机碳对积水与火烧的早期响应[J].植物生态学报,2014,06:626-634.
[19]苏贝贝.个人信息保护立法模式探究[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[20]卢苇.“做中学”小学科学教学模式研究[D].江西师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[21]李航谊.HY建筑材料公司发展战略研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[22]徐博艺,姜丽红,吴家春.基于AI技术的组织决策协调模型研究[J].控制与决策,2003,04:436-440.
[23]沈阳.现代信息技术在高中概率与统计教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[24]颜扬.基于企业柔性的协同产品商务研究[D].天津大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[25]杨小明.松树外生菌根菌资源的收集及应用研究[D].南京林业大学,森林保护,2004,硕士.
[26]李广.我国西南地区降水稳定同位素变化特征及水汽来源追踪的研究[D].湖南师范大学,自然地理学,2014,硕士.
[27]肖昕.利用SELEX技术筛选高危型HPVL1蛋白适体的研究与探讨[D].华中科技大学,病原生物学,2012,硕士.
[28]赵海频.《凯尔斯书》的形式语言研究[D].上海大学,美术学,2014,硕士.
[29]杨震中.用户线路网的微机支援系统[J].电信工程技术与标准化.1995(02)
[30]杜衍庆,白明洲,倪守睿.列车相向运行对双线无砟轨道高速铁路路基动应力响应分析[J].北京工业大学学报,2014,04:580-585.
[31]钱雪.秦印中的隶变因素[D].江苏师范大学,美术学,2013,硕士.
[32]宋俣.中法药妆市场比较分析[D].哈尔滨工业大学,国际贸易,2013,硕士.
[33]吴继华.以形索义法在初中文言实词教学中的应用[D].河北师范大学,学科教育,2014,硕士.
[34]刘超.航空涡轮损失预估方法研究[D].南京航空航天大学,航空宇航推进理论与工程,2013,硕士.
[35]马雁琦.不同小麦遗传材料氮素利用差异研究[D].南京农业大学,农业资源利用,2013,硕士.
[36]秦海明.基于SWOT分析的朝阳市文化产业发展对策研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[37]闵洁.基于灰色最小二乘支持向量机的网络流量预测系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[38]王汝传,赵新宁.Agent在Internet上应用的研究[J].四川通信技术,2002,01:8-11.
[39]闫利军.不同草坪草对矿区中水灌溉及土壤改良措施的适应性评价研究[D].内蒙古农业大学,草畜种质资源学,2014,博士.
[40]孙刚义.三菱可编程序控制器在小高炉上料系统中的应用[J].冶金自动化,1991,03:53-54.
[41]张斌.吉林省高速公路隧道照明节能技术研究[D].长安大学,交通运输工程,2013,硕士.
[42]李蓓达.教师职业获得过程中的社会资本运作[D].南京农业大学,社会学,2011,硕士.
[43]李洋.以一篮子物品价格指数为锚的人民币汇率制度的选择[D].山东财经大学,金融学,2013,硕士.
[44]王丽杨.基于能效优化的双足机器人自学习控制方法研究[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2013,博士.
[45]郝亮亮,吴俊勇,孙宇光,王祥珩.无分支电流互感器的同步发电机转子匝间短路监测方法[J].电工技术学报,2014,03:189-195.
[46]陈嵩,沙长涛,谭剑勇.射频开路阻抗标准器定标方法研究[J].北京交通大学学报,2014,02:8-12.
[47]张倩.济南七十二泉形象推广设计[D].山东工艺美术学院,艺术设计,2014,硕士.
[48]蔡志远.新沂地区花生品种筛选与栽培技术研究[D].南京农业大学,农业推广,2012,硕士.
[49]汪旸,尹项根,张哲.分布式集中决策的区域智能保护系统结构与算法[J].电力系统自动化,2009,21:53-57.
[50]耿玉静.吉林省水环境污染与经济社会发展关系研究[D].吉林大学,区域经济学,2014,硕士.