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氟骨症发病机制中成骨细胞Ca2+稳态变化的意义
  • 项目名称:氟骨症发病机制中成骨细胞Ca2+稳态变化的意义
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:81172608
  • 申请代码:H2401
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:井玲
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:吉林大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

氟作用条件下成骨细胞(OB)的Ca2+稳态变化迄今尚缺乏系统的研究,OB内Ca2+浓度升高在氟骨症各种骨病变发生中的作用还不清楚。本项目拟通过体内体外实验,以OB质膜与内质网膜上的钙通道和钙泵为重点,研究氟作用下OB内Ca2+稳态变化和导致Ca2+浓度升高的主导机制;探讨OB内Ca2+稳态变化与氧化应激、内质网应激的相互联系;通过观察OB内Ca2+浓度升高时对主要骨代谢调控因子的影响,阐明其在氟骨症骨病变发生中的作用。本项目的完成,将把细胞钙稳态变化与过去已研究过的转录因子、生长因子与细胞因子以及相关信号通路等有机联系起来,从而为"过量氟作用-细胞Ca2+稳态改变、氧化应激、内质网应激-骨代谢调控网络在一定关节点上发生偏移-成骨与破骨的动态平衡遭破坏、氟骨症各种病变发生"这一因果链间建立起合理的分子联系,为氟骨症发生、发展提供更合理、更科学的说明,为氟骨症的防治策略提供新的思路和理论依据。

结论摘要:

目的 成骨细胞功能活跃在慢性氟中毒的骨损害中发生较早,并起主导作用,而OB Ca2+浓度升高可能是氟激活OB的启动机制之一。本研究拟通过体内、体外实验,从三个方面观察过量氟条件下OB Ca2+的变化及意义 1.氟作用下OB及大鼠骨组织L 型钙通道、钙泵、内质网膜IP3受体通道和钙泵的变化;应用L型钙通道特异性拮抗剂硝苯地平作为干预手段,检测L型钙通道在OB内Ca2+升高中的地位; 2.染氟 OB 培养上清液中氧化应激状态以及内质网应激状况,以及 OB 骨生长因子的表达; 3.氟对动物血清和体外细胞培养上清Ca2+、骨组织和OB PTH、PTHrp、CasR和CaM等mRNA和蛋白的表达。实验方法详见正文结果 1.染氟OB Ca2+升高,且呈浓度依赖性; 2.染氟OB 膜钙通道,钙泵及内质网膜上钙通道、钙泵等明显改变;硝苯地平干预效果明显; 3.染氟OB中与氧化应激和内质网应激等指标明显增加,其增加程度与染氟剂量有关;OB 骨生长因子等变化亦与染氟剂量和染氟时间相关; 4.CaM 和PMCA4B-1的表达变化在染氟时间方面密切相关; 5.血清Ca2+、血清和氟中毒大鼠骨组织中PTH、PTH-rp 和CaSR mRNA及蛋白等表达变化和膳食钙营养相关;PTH、PTH-rp 和CaSR mRNA等均出现明显改变。结论 1. Cav1.2、NCS-1、PMCA、IP3R、SERCA2b/ATP2A2 等,尤其是L型钙通道在氟影响OB Ca2+浓度方面作用较大; 2. 氟可明显增加OB Ca2+,激活氧化应激和内质网应激系统,刺激骨生长因子的过表达; 3. CaM可能是氟影响 PMCA4B-1 的中间环节; 4. 氟在体内或体外均可导致PTH、PTHrpmRNA、蛋白表达均发生明显波动;其中体内改变和膳食钙营养有关; 5. 氟可明显增加体内、外OB中CasR 表达。 上述结果表明过量氟条件下OBCa2+浓度变化与膳食钙营养不足、PTH分泌增多与波动以及OB钙泵、CaM、CaSR等的变化密切相关。而OB Ca2+稳态变化可进一步刺激氧化应激、内质网应激的发生,影响骨代谢调控网络,导致各种氟中毒骨损害的发生。本项目的研究结果对于解释氟骨症发生机制具有较重要意义。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
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