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阻断ERK1/2激酶可增强骨形态发生蛋白9诱导的间充质干细胞成骨分化
  • ISSN号:1000-3282
  • 期刊名称:《生物化学与生物物理进展》
  • 时间:0
  • 分类:Q257[生物学—细胞生物学] R341[医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]重庆医科大学临床检验诊断学教育部重点实验室,重庆市重点实验室,重庆400016
  • 相关基金:国家自然科学基金(30800658,31071304)和重庆市科委自然科学基金(2009BB5060)资助项目.
中文摘要:

骨形态发生蛋白9(bonemorphogeneticprotein9,BMP9)具有很强的诱导间充质干细胞定向成骨分化的能力.但对于其所涉及的相关分子机理了解并不深入.利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,Westernblot检测ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059阻断ERK1/2活性,或以RNA干扰抑制ERK1/2表达,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析和揭示ERK1/2对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化的调控作用及其可能机制.结果发现:BMP9可以促进ERKI/2激酶的磷酸化,ERK1/2抑制剂PD98059可增强由BMP9诱导的碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,并促进由BMP9诱导的Runx2基因的表达和转录活性,以及Smad经典途径的活化;而RNA干扰导致ERK1/2基因沉默同样也可进一步促进BMP9诱导的ALP活性和钙盐沉积,并促进BMP9诱导的间充质干细胞在裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可以促进ERK1/2蛋白激酶的活化,而阻断ERK1/2蛋白激酶可进一步增强BMP9诱导的成骨分化,ERK1/2极可能对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化起着负向调控作用.

英文摘要:

In our previous reports, BMP9 has shown potent function to induce osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells, however, the underlying molecular mechanism of BMP9-induced osteogenesis is needed to be deep explored. In this study, BMP9 was introduced into mesenchymal stem cells by recombinant adenoviruses protocol, then, in vitro and in vivo assays were conducted to evidence whether BMP9 can regulate osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells through ERK1/2 kinase pathway. The results showed that BMP9 can activate ERK1/2 kinase through increase the phosphorylated form of ERK1/2 kinase. ERK1/2 kinase inhibitor PD98059 can increase the ALP activity, OPN expression and calcium deposition of C3H10T1/2 cells induced by BMP9. Furthermore, PD98059 also led to enhancement of Runx2 activity and activation of canonical Smad pathway stimulated by BMP9. When ERK1/2 kinase was silenced by RNA interference, BMP9-activated Smad pathway was further enhanced. Moreover, ALP activity, calcium deposition and in invo ectopic bone formation were accordingly increased along with knockdown of ERK1/2 kinase. Taken together, those results intensively suggested that BMP9 can activate ERK1/2 kinase, and inhibition of ERK1/2 kinase can enhance BMP9-induced osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. ERK1/2 are highly capable of negatively regulate BMP9-induced osteoblastic differentiation of mesenchymal stem cells.

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期刊信息
  • 《生物化学与生物物理进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生物物理研究所 中国生物物理学会
  • 主编:王大成
  • 地址:北京市朝阳区大屯路15号
  • 邮编:100101
  • 邮箱:prog@sun5.ibp.ac.cn
  • 电话:010-64888459
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3282
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2161/Q
  • 邮发代号:2-816
  • 获奖情况:
  • 1999年中国期刊奖提名奖,2000年中国科学院优秀期刊特别奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:18821