成骨细胞、骨骺端的软骨细胞、成纤维细胞和脂肪细胞等间充质源细胞均是从骨髓基质细胞分化而来的,其调控机理非常复杂,涉及细胞的微环境和不同的细胞因子等因素。本课题研究一种在细胞的增生和分化中起重要作用的细胞因子-Pleiotrophin (PTN)在骨髓基质细胞向脂肪细胞、软骨细胞、成骨细胞/骨细胞分化中所起的作用和机理,重点以分子生物学和功能基因组学的方法研究PTN在调控细胞的分化中所涉及的信号通道和下游靶基因。骨质疏松症是引人关注的常见老年病,骨髓基质细胞向脂肪细胞的分化增强而向成骨细胞/骨细胞分化减弱可能正是其重要的发病机理之一。因此,本课题研究PTN在骨髓基质细胞的多潜能分化中的调控作用及其机理,有助于认识骨的细胞分化机理,具有重要的学术意义,而且能加深对骨质疏松发病机理的理解,有重要的临床意义。
PTN(Pleiotrophin)一种新近发现的分泌型肝素结合细胞因子,具有多效性的功能,可以在细胞增生、分化、血管形成和肿瘤发生中起重要作用,但还没有关于PTN在脂肪细胞分化中作用的报道。在本项目第一部分的研究中,以3T3-L1前脂肪细胞的分化为模型,研究了PTN在前脂肪细胞向脂肪细胞分化中所起的作用及其机理,发现PTN抑制前脂肪细胞的分化,该抑制作用与已知的PTN-RPTP β/ζ-β-catenin 信号通路无关,而是通过本文新发现的PTN/PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路来调节脂肪细胞分化的,该信号通路与Wnt信号通路存在交叉重叠。 脂肪细胞的分化过程复杂,影响因素众多。但还不清楚近年来新发现的重要的基因表达调节因子,微小RNA(miRNA)是否也在脂肪细胞的分化中扮演重要角色。我们在本课题的研究中发现PTN基因的3'-UTR段有miRNA的结合位点,很可能是miRNA的靶基因。分化实验证明miR-302d等通过抑制PTN的表达来促进脂肪细胞的分化。 本课题加深了对脂肪细胞分化机理的理解,并为肥胖的防治提供新的靶点,有重要的学术意义和潜在的临床意义