骨折不愈合一直是骨科临床的一个难题。成骨细胞的迁移是骨折愈合的关键因素,GIT1(G protein coupled receptor kinase interacting protein 1)是成骨细胞迁移的重要蛋白质。我们的研究已经证实GIT1是MEK1/ERK1/2信号通路的特异性穿梭蛋白(MCB,2004; JBC, 2005; CBI, 2010)。本研究通过基因突变﹑免疫共沉淀和免疫荧光染色等方法探讨GIT1重要的酪氨酸磷酸化位点,这些酪氨酸磷酸化位点通过和磷酸化的ERK1/2的相互结合, 将磷酸化的ERK1/2转位至细胞的局部粘附(focal adhesion),促进成骨细胞的迁移和骨折愈合。 阐明GIT1酪氨酸磷酸化在成骨细胞迁移中的重要作用, 不仅丰富我们对骨折愈合机制的认识, 同时也为临床更准确地预防和治疗骨折不愈合提供坚实的理论基础。
osteoblast;GIT1;Cell migration;tyrosine;FAK
骨折不愈合一直是临床难题,成骨细胞迁移是骨折愈合的关键。本研究旨在阐明GIT1酪氨酸磷酸化在成骨细胞迁移中的作用机制。课题完全按照标书内容及项目计划书进行。我们构建了GIT1的5个酪氨酸点突变质粒并克隆了GIT1和FAK相关基因,构建了GIT1和删除SHD结构域的GIT1质粒并组成慢病毒。研究结果表明删除SHD结构域的GIT1降低与FAK的结合,抑制FAK酪氨酸397磷酸化水平,从而影响成骨细胞的功能,相关研究成果发表于中华创伤骨科杂志,2011,13(11)1072-1078。我们后续着重研究了酪氨酸321位点磷酸化对GIT1与FAK结合的影响。研究结果表明在PDGF刺激下,GIT1酪氨酸321位点点突变明显抑制FAK的活性,降低GIT1与FAK的结合力,最终抑制成骨细胞的迁移,相关研究成果发表于Mol Cell Biochem, 2012, 365: 109–118。骨折愈合与血管生成关系密切,血管内皮生长因子(VEGF)在骨折愈合过程中起关键作用。研究证实GIT1酪氨酸321位点磷酸化可增强GIT1和细胞外调节蛋白激酶(ERK)的结合,增加VEGF表达,从而促进骨折部分血管形成,加速骨折愈合。该研究成果发表于PLOS one, 文章已于2014年1月25日接受。同时,我们还从另一方面证明GIT1可通过酪氨酸位点磷酸化,增加与ERK1/2的结合,使MEK1/ ERK1/2信号快速、准确地传递到成骨细胞。该研究成果发表于International journal of molecular medicine, 30: 819-825, 2012。同时,本项目还资助研究了GIT1在神经细胞发育过程中的作用机制,研究结果表明丝氨酸419位点磷酸化可增强GI1与钙调蛋白依赖蛋白激酶II结合,进而诱导早熟皮层神经元形成。相关研究结果发表于Brain Research Bulletin, 2013,95:70-77。对照标书,本课题各项任务均已基本完成。课题负责人严格执行定期汇报制度,每季度定期上交进展报告,并在项目实施两年后通过中期评估检查。本项目共培养硕士研究生5名,博士研究生3名。课题相关成果以论文形式发表,已发表文章11篇,其中SCI文章6篇。美国Rochester大学Berk教授对我们的研究工作大加赞赏,并多次邀请课题负责人赴美进行学术访问和课题交流。