ALK1和ALK2在BMP9誘導(dǎo)C3H10細胞成骨分化中的作用.pdf

1、BMPs屬于TGFβ超家族,最初是作為骨生長因子被發(fā)現(xiàn)的,目前共分離和鑒定了20余種BMPs。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMPs)在器官發(fā)育和組織損傷再生等過程中發(fā)揮著重要作用。目前,已報道的具有誘導(dǎo)成骨活性的BMPs主要是BMP2、4、7等。近年來的研究發(fā)現(xiàn)BMP9具有強大的誘導(dǎo)成骨能力,但是由于其被關(guān)注的時間較短,所以對BMP9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程以及誘導(dǎo)成骨的分子機制還缺乏了解。BMPs是通過跨膜絲氨酸/蘇氨酸激酶受體傳遞信號的。TGFβ受體分為Ⅰ

2、型受體與Ⅱ型受體,其中Ⅱ型受體處于持續(xù)磷酸化狀態(tài),即持續(xù)激活的狀態(tài),而Ⅰ型受體則需要Ⅱ型受體磷酸化相應(yīng)位點后才能被激活,Ⅰ型受體激活后,再磷酸化激活下游的轉(zhuǎn)錄因子Smads。Ⅰ型受體和Ⅱ型受體復(fù)合物是BMPs信號途徑的必要分子。其中Ⅰ型受體,在BMPs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程和功能發(fā)揮中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。我們實驗室前期工作,利用顯性負性突變型TGFⅠβ型受體的腺病毒和BMP9共同作用發(fā)現(xiàn),ALK1、ALK2這兩種Ⅰ型受體很可能與BMP9誘導(dǎo)成

3、骨有關(guān)?；诖?本研究擬對Ⅰ型受體ALK1和ALK2參與BMP9誘導(dǎo)成骨的作用進行進一步驗證。
　　 本研究利用T-C He等設(shè)計的一種siRNA篩選系統(tǒng)(pSOS系統(tǒng))成功構(gòu)建和篩選了能有效干擾ALK1和ALK2表達的siRNA的腺病毒,在體內(nèi)體外水平驗證了ALK1和ALK2對于BMP9誘導(dǎo)成骨的影響。在體外實驗中,siALK1、siALK2可以有效抑制堿性磷酸酶、鈣鹽、熒光素酶的活性,而這三項是驗證BMP9信號傳導(dǎo)和體外成骨

4、的重要指標。實驗結(jié)果說明,siALK1、siALK2抑制了BMP9的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),并抑制了BMP9誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化。在體內(nèi)實驗中,siALK1、siALK2有效抑制了裸鼠皮下包塊形成的大小,H&E染色、Alcian blue染色的組織學評價說明包塊中骨基質(zhì)較少,軟骨基質(zhì)較多,表明其成骨過程不活躍且較滯后。體內(nèi)實驗說明siALK1和siALK2在動物水平抑制了BMP9的誘導(dǎo)成骨效應(yīng)。綜上,通過RNAi抑制ALK1、ALK2后