组蛋白乙酰化修饰调控自噬在牵张应力介导骨缝干细胞成骨中的机制研究

目的颅缝扩张术是治疗先天性骨缝早闭、发育不全等疾病有效临床措施,然而治疗周期长、复发率高等问题亟待解决,因此,明确牵张应力刺激如何调控骨缝区细胞反应至关重要。本研究旨在探究牵张应力下,骨缝区细胞组蛋白乙酰化水平及其调控因子的变化,并明确其在骨改建中调控作用。方法基于小鼠颅骨骨缝牵张模型和间充质干细胞系应力加载模型,通过RNA-seq测序分析牵张应力下干细胞系内主要通路变化,并检测力学刺激下乙酰辅酶A(Acetyl-Co A)代谢酶表达及质-核转移变化、及组蛋白3乙酰化修饰水平(Ac H3)变化。通过CUT&Tag蛋白DNA互作检测技术等明确应力刺激下Ac H3下游调控。采用自噬抑制剂3-MA抑制骨缝牵张刺激下自噬水平,明确其对于应力成骨的作用。结果牵张应力刺激下,细胞内脂质、乙酰代谢明显改变。Acetyl-Co A合成酶ACSS2、ACLY转移到核内,Acetyl-Co A池在核内富集,促进核内Ac H3水平上升。CUT&Tag显示应力刺激下,Ac H3主要调控自噬相关基因转录活性,促进自噬通路激活。使用自噬抑制剂3-MA阻断骨缝牵张刺激下自噬水平,可导致颅缝区域成骨分化减少,新骨形成受到抑制。结论牵张应力刺激可通过调控Acetyl-Co A代谢,促进组蛋白乙酰化修饰、激活细胞内自噬、调控颅缝间充质干细胞成骨分化特性并实现骨重建。