Runx2基因参与骨代谢相关通路的研究进展

随着老龄化时代的到来,骨质疏松症成为人们研究的热点,而Runx2基因作为一种成骨分化特异性转录因子,参与多种信号通路调控成骨分化的过程。本文仅就Runx2基因参与转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)通路、Notch信号通路及Wnt信号通路的研究进展进行综述。

Runx2参与调控Osterix启动子活性及其基因表达(英文)

尽管Runx2和Osterix都是成骨细胞分化途径中关键的转录因子,但是Runx2是否能够调控Osterix,还不为所知.研究发现,在非成骨细胞系,无论是间充质干细胞还是已分化的细胞,以及成骨细胞系中,Runx2都能诱导Osterix的表达.同时Runx2能够上调3.2kb人的Osterix基因启动子活性.进一步实验证明,在这一段启动子中存在Runx2功能性的结合位点.因而,实验结果有力地支持了这样一个假设,即Runx2参与了Osterix基因的表达调控.瞬时转染和荧光素酶双报告分析结果显示,在非成骨细胞中,Osterix明显上调2.3kb的Ⅰ型胶原蛋白启动子活性,但Runx2却不能.这样的差别暗示,在成骨细胞分化过程中位于Runx2下游的转录因子Osterix是刺激Ⅰ型胶原蛋白基因表达所必需的.

Runx2和Ezrin基因在骨肉瘤组织中的表达及其临床意义

背景与目的:Runx2在骨母细胞分化和骨形成中发挥重要作用,其在骨肉瘤中的作用尚不清楚,Ezrin是细胞骨架连接膜蛋白,与多种恶性肿瘤如乳腺癌、结直肠癌等转移相关。本研究旨在探讨骨肉瘤组织中Runx2与Ezrin基因的表达和相关性及其与临床生物学行为之间的关系。方法:应用免疫组化方法检测82例骨肉瘤活检样本石蜡组织中Runx2与Ezrin基因的蛋白表达,并分析其与骨肉瘤患者临床参数及生存之间的关系。结果:Runx2和Ezrin表达阳性率分别为65.9%和59.8%;Runx2和Ezrin的阳性表达与年龄、性别、部位、组织类型、ALP水平无关(P>0.05),而与肺转移相关,有肺转移者Runx2和Ezrin蛋白阳性表达率分别为100.0%和96.3%,显著高于无肺转移者(分别为49.1%和41.8%)(P<0.01);Runx2与Ezrin的表达呈显著正相关(P<0.01);Runx2阳性表达者和Runx2阴性表达者3年生存率分别为13.7%和64.3%,Ezrin阳性表达者和Ezrin阴性表达者3年生存率分别为12.5%和67.7%,Runx2和Ezrin阳性表达者预后较阴性表达者差(P<0.01)。结论:Runx2和Ezrin的表达与骨肉瘤肺转移相关;Runx2和Ezrin阳性表达水平可以作为判断骨肉瘤预后的指标。

补肾中药通过Runx2基因调控骨代谢相关研究进展

随着分子生物学的高速发展,对骨代谢相关信号通路及基因的研究不断深入,发现Runx2基因在骨代谢中发挥着重要的作用。本文就补肾中药影响Runx2基因调控骨质疏松症相关研究进行综述,旨在为骨质疏松症的发病机制研究及靶向治疗提供一定参考,从而更好地发挥中医药在骨质疏松症治疗中的独特优势。

Runx2、Osterix转录因子过表达驱动内皮细胞成骨分化的机制探讨

目的:探讨Runx2和Osterix(OSX)过表达对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)成骨分化的调控作用。方法:通过慢病毒载体,将Runx2和Osterix基因分别转染入HUVECs。通过碱性磷酸酶(ALP)染色、半定量活性检测,探讨过表达Runx2和Osterix对HUVECs成骨分化的影响。通过RT-PCR、蛋白免疫印迹、免疫荧光染色检测成骨相关标志物Runx2、OSX、ALP、骨涎蛋白(BSP)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)在HUVECs中的表达。采用Graph Pad Prism 6.01软件包对数据进行统计学分析。结果:Runx2过表达有利于HUVECs的成骨分化,而Osterix过表达则无此作用。HUVECs转染Runx2过表达慢病毒后,成骨相关基因Runx2、OSX、ALP、BSP、OPN及OCN的转录水平上调,同时Runx2、OSX、OPN及OCN的蛋白表达水平亦有所上调。结论:Runx2过表达可促进HUVECs的成骨分化。

一颅锁骨发育不全综合征家族的RUNX2基因分析研究

目的检测一个颅锁骨发育不全综合征(CCD)家系RUNX2基因突变情况。方法采用先证者查证法,对CCD家系各成员进行全身健康状况及口腔专科检查,拍摄X线片;抽取先证者及其父母、姐姐外周静脉血,提取基因组DNA,聚合酶链反应(PCR扩增RUNX2基因并测序,将先证者及其父母、姐姐RUNX2基因测序结果进行Blastn比较分析。结果在先证者RUNX2基因的外显子2上发现了一个C→T突变,此突变来自母系染色体该基因568位点的基因突变;密码子CGG→TGG引起RUNX2编码的转录因子第190位保守的精氨酸变成色氨酸,突变型为c.568C>T。结论 c.568C>T突变是导致该家系发病的分子基础。

云南红河地区哈尼族与昆明地区汉族Runx2基因多态性比较研究

目的比较云南红河地区哈尼族与昆明地区汉族Runx2基因多态性。方法将昆明医科大学第一附属医院120名汉族健康体检者作为汉族人群,云南省红河地区126名哈尼族作为哈尼族人群。应用聚合酶链反应-限制性片断长度多态性（PCR-RFLP）方法分析Runx2基因第一启动子P1-330G/T位点等位基因多态性,应用RT-PCR Taq Man SNP基因分型技术分析Runx2基因第二启动子P2-1025T/C位点等位基因多态性,并测序验证基因型。采用超声测量仪测量研究人群右足跟骨的骨密度（BMD）。比较汉族人群和哈尼族人群在基因型分布和等位基因频率之间的差异,分析哈尼族人群BMD与影响因素之间的关系。结果 Runx2基因P1-330G/T位点GG、GT、TT基因型分布以及G、T等位基因频率,Runx2基因P2-1025T/C位点TT、TC、CC基因型分布以及T、C等位基因频率在云南昆明地区汉族、云南红河地区哈尼族人群间无统计学差异（P〉0.05）。Runx2基因P1-330G/T位点GG和GT基因型,Runx2基因P2-1025T/C位点TC和TT基因型在哈尼族人群BMD正常和减低组间的差异有统计学意义（P〈0.05）。Logistic回归分析显示,BMD与哈尼族人群Runx2基因P1-330 G/T位点、P2-1025T/C位点、以及年龄因素的OR值和95%CI分别为：1.337,0.649~2.756;0.132,0.024~0.710;1.101,1.041~1.163。结论云南红河地区哈尼族与昆明地区汉族Runx2基因P1-330G/T位点和P2-1025T/C位点的基因型分布以及等位基因频率无人群间差异和地域性差异。Runx2基因P1-330G/T位点和P2-1025T/C位点的基因型分布以及等位基因频率在云南省红河地区哈尼族人群BMD正常和减低组间存在显著差异。Runx2基因P1-330G/T位点与BMD无关,年龄是BMD的危险因素,Runx2基因P2-1025T/C位点可能是BMD的保护因素,该位点的T等位基因可能是BMD的保护基因。

葛根素对成骨细胞中miRNA-204的调控及其与Runx2基因表达的关系

目的研究葛根素作用于成骨细胞MC3T3-E1后miRNA表达的变化以及与Runx2基因表达的关系。方法 RT-PCR和western blot法检测Runx2的mRNA表达水平和蛋白表达水平;miRNA表达谱检测葛根素作用于成骨细胞后可能靶向Runx2的miRNA;Target Scan、Pic Tar等靶点预测软件预测靶向Runx2的miRNA;RT-PCR测定miRNA-204表达量;构建Runx23’UTR/突变型Runx2 3’UTR重组质粒、合成miRNA-204mimics和miRNA-204NC共转染MC3T3-E1细胞,双荧光素酶报告基因系统验证靶基因;miRNA-204mimics和miRNA-204inhibitor转染MC3T3-E1细胞,RT-PCR和western blot检测转染前后Runx2的mRNA表达量和蛋白表达量的变化。结果与空白组比较葛根素作用后Runx2的miRNA和蛋白表达均上升;miRNA-204表达水平下降;表达谱和靶点预测软件预测靶向Runx2的miRNA共同有miR-204、miR-3072-3p等;过表达miRNA-204后Runx2的蛋白表达水平下降,干扰miRNA-204表达后Runx2的蛋白水平上升。结论葛根素在成骨细胞中可通过调节靶向Runx2基因的miRNA-204来促进细胞增值分化。

RUNX2基因新突变致新生儿颅锁骨发育不全综合征1例

颅锁骨发育不全综合征(cleidocranial dysplasia,CCD)是一种罕见的具有多种骨骼发育异常的常染色体显性遗传性疾病,其致病基因为RUNX2,位于染色体6p21。CCD的临床表现多样,其治疗管理需要多学科合作,早期诊断和治疗对纠正畸形和改善患者的生活质量至关重要。CCD在新生儿期临床表现不完全,其锁骨异常极易被误诊为骨折。本文总结1例RUNX2基因新突变所致新生儿CCD的临床特点,报道其基因突变新位点,以提高临床医师对本病的认识,为探讨CCD致病的分子遗传学机制提供参考。

HOX11＋急性T淋巴细胞白血病RUNX2基因启动子区域CpG岛甲基化及其表达的研究

本研究检测RUNX2基因在HOX11+急性T淋巴细胞白血病(T-ALL)细胞株和T-ALL患者骨髓细胞中的甲基化状态和表达水平,探讨其表达水平与启动子区CpG岛甲基化的关系。以3株急性T淋巴细胞白血病细胞株sil-ALL、DND41和RPMI及38例T-ALL患者、29例治疗后完全缓解T-ALL患者骨髓和8例正常人骨髓为样本,采用RT-PCR检测RUNX2 mRNA表达水平,采用重硫酸盐测序法、甲基化DNA免疫沉淀技术和启动子寡核苷酸微阵列芯片分析基因启动子区CpG岛甲基化状态和基因功能。结果表明,高表达HOX11的T-ALL患者样本中会出现RUNX2基因启动子区域的甲基化。RUNX2基因启动子区域在HOX11+T-ALL的甲基化比率为78.9%,明显高于HOX11-ALL(36.8%),两组差异有统计学意义(P<0.01)。RUNX2在HOX11+的细胞株中的表达明显低于HOX11-的细胞株,RUNX2在HOX11+的T-ALL患者中的表达水平(0.581±0.257)明显低于HOX11-的T-ALL患者(0.835±0.317),并且RUNX2 mRNA的相对表达程度与HOX11 mRNA的相对表达程度成负相关(rs=-0.378,P<0.01)。RUNX2基因在T-ALL中的表达水平与其甲基化呈负相关(rs=-0.419,P<0.01)。结论:HOX11能负调控RUNX2的表达,RUNX2基因启动子甲基化是导致其在T-ALL中表达下调或基因沉默的原因,这种HOX11对RUNX2基因的抑制作用有可能就是临床上HOX11高表达T-ALL患者具有更好的无事件生存率和更长的总生存率的原因。RUNX2基因的表达和甲基化水平对判断T-ALL患者的疗效有一定意义,并有望成为一个诊断T-ALL的分子标志。

兔骨髓间充质干细胞Runx2基因特异siRNA的设计和沉默作用

目的探讨应用小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)特异性抑制兔骨髓间充质干细胞内Runx2基因表达,筛选高效特异性siRNA。方法根据siRNA设计原则,针对Runx2基因序列特征设计Runx2特异siRNA(1-3),转染兔骨髓间充质干细胞,用QPCR和Western blot方法检测siRNA对Runx2基因的抑制效果。结果 Runx2 siRNA-2可有效抑制骨髓间充质干细胞中Runx2基因的表达。随siRNA-2终浓度由50 nmol/L增加到100 nmol/L及200 nmol/L,抑制效率逐渐增强(P<0.05);siRNA-2以终浓度200 nmol/L转染后48 h抑制效果最强,72 h逐渐减弱,但仍明显抑制(P<0.05)。结论应用RNA干扰技术可抑制骨髓间充质干细胞中Runx2基因的表达,其抑制作用具有明显的时间、浓度依赖性。

葛根素对成骨细胞增殖能力及靶向Runx2的miRNA的影响

目的研究葛根素作用成骨细胞MC3T3-E1后对细胞的增殖能力和靶向Runx2基因的miRNA的影响。方法 1MTT法检测葛根素作用于MC3T3-E1细胞后对成骨细胞增殖能力的影响。2碱性磷酸酶活性检测葛根素对于成骨细胞活力影响。3葛根素作用于成骨细胞后,采用荧光实时定量PCR(Q-PCR)和蛋白印迹法(Western blot)法检测Runx2的mRNA表达水平和蛋白表达水平。4采用Target Scan、Pic Tar等靶点预测软件预测靶向Runx2的miRNA,并与表达谱测定的葛根素作用MC3T3-E1前后miRNA变化作比较。5采用Q-PCR法验证葛根素作用MC3T3-E1前后靶向Runx2基因的miRNA表达量。6构建Runx2 3'UTR/突变型Runx2 3'UTR重组质粒、合成miRNA-204mimics、miRNA-204inhibitor、miRNA-204NC共转染MC3T3-E1细胞,用双荧光素酶报告基因系统验证Runx2与miRNA-204的靶向关系。结果葛根素作用后,与空白对照组比较,细胞增殖活性提高,Runx2的mRNA和蛋白表达水平上升,miRNA-204和miRNA-344f-5p表达水平下降,miRNA-2861表达水平上升,miRNA-23a-5p、miRNA-770-5p、miRNA-871-5p表达水平无明显改变。细胞转染48h后,只有Runx2 3'UTR+miRNA-204 mimics组荧光素蛋白的表达水平明显降低,说明只有miRNA-204可抑制Runx2 3'UTR报告基因的表达。结论葛根素可促进成骨细胞增殖,并通过下调靶向Runx2的miRNA的表达来提高Runx2表达水平。

结肠癌组织中转录因子Runx2表达量的变化及其与癌细胞生长和迁移的相关性

目的:探讨结肠癌组织中转录因子Runx2表达量的变化及其与癌细胞生长和迁移的相关性。方法:收集2014年12月~2017年5月在本院进行结肠癌根治术治疗的原发结肠癌患者90例作为结肠癌组,同期在本院进行肠镜检查的良性息肉患者80例作为息肉组。采用荧光定量PCR法检测不同病灶组织中转录因子Runx2,结肠癌相关增殖、侵袭基因表达量的差异,采用Pearson检验评估结肠癌组织中Runx2mRNA表达量与癌细胞生长迁移能力的相关关系。结果:结肠癌组织中Runx2mRNA的表达量高于息肉组;结肠癌组病灶组织中增殖基因MS4A12mRNA的表达量低于息肉组,GTPBP4、hTERT、CXCR7 mRNA的表达量高于息肉组;结肠癌组病灶组织中侵袭基因CCL21、LIMK1、PRDX1、STAT3、LIMK1、SLP-2mRNA的表达量高于息肉组。结论:结肠癌组织中转录因子Runx2表达量增加,与癌细胞增殖、侵袭活性增加直接相关。

Runx2-树突状细胞基因疫苗诱导特异性细胞免疫杀伤三阴乳腺癌

【目的】探讨Runx2基因在乳腺癌中分布及Runx2-树突状细胞(DC)疫苗能否在体外诱导产生针对三阴乳腺癌的特异性抗肿瘤效应。【方法】RT-PCR、免疫细胞化学和Westernblot检测Runx2在三阴乳腺癌、非三阴乳腺癌和正常乳腺细胞中表达;提取健康人外周血并分离DC,流式检测DC表面标志;制备Runx2过表达慢病毒,转染DC并分为转染组、阴性对照组及空白组,荧光显微镜、PCR和Westernblot检测各组转染效率;将各组转染细胞与T淋巴细胞共培养,ELISA检测IL-12、IFN-γ的分泌量,MTT检测疫苗对三阴乳腺癌的特异性杀伤作用。【结果】PCR结果示Runx2在MDA-MB-231、MCF7及MCF10A中ΔCT值分别为10.37±0.61、11.86±0.59、12.97±0.06(P<0.05),免疫细胞化学及Western显示MDA-MB-231中Runx2蛋白呈强阳性,在MCF7及MCF10A中仅为弱阳性;本研究制备Runx2慢病毒在转染DC后可以表达丰富绿色荧光,证实Runx2基因成功转导入成熟DC中。转染组与T细胞共培养后分泌IL-12、IFN-γ量(pg/m L)分别为170.33±5.03、517.15±5.88,而阴性对照组的分泌量仅为72.30±3.05、171.57±1.37(P<0.05),同时转染组诱导的细胞毒性T细胞对三阴乳腺癌杀伤率(%)为60.02±3.51,较对照组(25.57±3.64)增强(P<0.05)。【结论】Runx2可能为三阴乳腺癌治疗新靶点,并能成功转导Runx2至DC中制备Runx2-DC疫苗,增强DC对三阴乳腺癌的靶向性,从而高效诱导该疫苗在体外对三阴乳腺癌的特异性杀伤作用。

RUNX2突变牙髓细胞转化生长因子-β相关信号通路基因表达的分析

目的利用第二代功能分类基因芯片检测颅骨锁骨发育不良患者成骨细胞特异性转录因子(runt-related gene 2,RUNX2)基因突变的牙髓细胞在转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)-骨形成蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)信号传导通路上的基因表达差异。方法利用本课题组前期成功分离培养的携带RUNX2致病基因突变的牙髓细胞,通过第二代TGF-β/BMP信号传导通路功能分类基因芯片,进行实时定量PCR基因芯片,检测携带突变的颅骨锁骨发育不良患者牙髓细胞与正常牙髓细胞的基因表达差异,进行数据分析。结果基因芯片的实时定量PCR结果分析表明,在TGF-β/BMP信号传导通路上,RUNX2基因突变的牙髓细胞有18条基因表达上调,14条基因表达下调。结论 RUNX2基因可能通过调节TGF-β/BMP信号传导通路相关基因表达而影响牙髓细胞生物学特性。

两个散发性颅骨锁骨发育不良综合征家系的致病机制探讨

目的:检测散发性颅骨锁骨发育不良综合征(CCD)家系的RUNX 2基因突变,探讨CCD的致病机制。方法:对2个散发性CCD家系的进行病史采集,外周血基因组DNA的提取,利用聚合酶链式反应,DNA直接测序检测突变,运用Swiss-Model软件预测,SWISS-Pdb、RasMol浏览器分析突变体蛋白构像,构建pEGFP-N1-RUNX 2真核载体后转染293-T细胞,观察荧光蛋白表达情况。结果:发现两例患者均表现出明显的“三联征”临床表型,并并在家系Ⅰ的先证者中检测到一个特定的基因突变,即c.243-260 del18(p.81-86del6),这导致了六个氨基酸的缺失。这一突变引起了蛋白质二级和三级结构的显著变化,包括部分螺旋和折叠结构的丧失。在家系Ⅱ的先证者中,则检测到了一个终止密码子突变c.1200C>A(p.stop400),这导致了转录过程的提前终止,进而使得蛋白质的部分氨基酸序列缺失,并且蛋白质出现了截短和显著的结构变化,失去了所有折叠结构以及大部分的转角结构。进一步的亚细胞定位实验显示,带有c.243-260del18(p.81-86del6)和c.1200C>A(p.stop400)突变的绿色荧光蛋白表达模式与野生型一致。结论:RUNX 2基因突变是CCD的致病基础,其中p.stop400是该研究检测到的新的基因突变位点。

重组腺病毒CXCL12基因表达载体的构建及其转染间充质干细胞后对其Runx2基因表达的影响

目的:构建趋化因子CXCL12的重组腺病毒表达载体,观察其对间充质干细胞(MSC)中成骨特异性转录因子Runx2表达的影响。方法:将目的基因CXCL12全长c DNA模板进行PCR扩增、酶切后与p HBAd-MCMV-GFP载体结合,获得p HBAd-MCMV-CXCL12-GFP重组载体;将重组载体和包装质粒共转染HEK293细胞进行包装、扩增;利用所携带的绿色荧光蛋白基因测定病毒滴度,观察基因转染效率,QPCR和Western印迹检测CXCL12重组腺病毒转染后MSC中CXCL12和Runx2的表达。结果:酶切、PCR及测序结果证实CXCL12重组腺病毒载体构建成功,转染MSC后CXCL12和Runx2的表达明显升高,AMD3100可以降低CXCL12基因转染后MSC中Runx2的表达。结论:趋化因子CXCL12和MSC表面的CXCR4结合对MSC中成骨特异性转录因子Runx2的表达具有促进作用。

胶体金对MC3T3-E1增殖、分化及RUNX2基因表达的影响

目的研究30 nm胶体金对小鼠成骨细胞系MC3T3-E1增殖、分化及成骨相关基因RUNX2表达的影响。方法体外培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1,在α-MEM培养液中加入不同体积的胶体金处理细胞,利用MTT法检测胶体金对成骨细胞增殖活性的影响,碱性磷酸酶活性测定及RT-PCR法分别检测其对成骨细胞分化及成骨相关基因RUNX2表达的影响。结果浓度为10^(-10)、10^(-11)、10^(-12) mg/L的胶体金均促进成骨细胞的增殖,且ALP相对活性及RUNX2基因表达也均高于阳性对照组。结论 30 nm胶体金能促进小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1增殖、分化及成骨相关基因RUNX2的表达,进而促进成骨。

携带RUNX2基因突变的人牙囊细胞的分离培养及鉴定

目的:研究携带RUNX2基因突变位点的人牙囊细胞的分离、鉴定及意义。方法:收集颅骨锁骨发育不良(cleidocranial dysplasia,CCD)患者,鉴定其致病基因RUNX2的突变位点,通过离体培养CCD患者的未萌牙牙囊细胞,检测其携带的基因突变位点,鉴定RUNX2+/m牙囊细胞。结果:全血基因组测序结果发现,患者RUNX2基因第2外显子插入TG突变,该突变型为c.309_310insTG,成功分离培养及鉴定RUNX2+/m牙囊细胞,并发现RUNX2基因突变减少了牙囊细胞中此蛋白的表达水平。结论:成功分离培养携带RUNX2基因突变位点的人牙囊细胞,为进一步研究RUNX2基因在牙囊及牙齿萌出中的作用提供实验模型。

过表达Runx2促进C2C12细胞成骨分化

利用Tet-on(Tetracycline-on)基因表达系统,通过强力霉素(doxycycline,DOX)诱导Runx2基因在C2C12细胞中的表达,探究Runx2促成骨分化功能,为其分子机制的研究提供一个理想的实验平台.先后将调控质粒pTet-on和反应质粒pTRE-Flag-Runx2转染入C2C12细胞,并用G418和潮霉素分别进行2轮筛选,运用实时荧光定量PCR选择对强力霉素诱导敏感的细胞克隆.用不同浓度DOX诱导C2C12/Tet/pTRE-Flag-Runx2细胞,蛋白免疫印迹检测Runx2的表达,确定DOX的最佳诱导浓度与时间,并检测C2C12细胞的成骨分化能力.结果表明,诱导细胞最佳DOX浓度为10μg/ml;最佳诱导时间为12h;诱导后Runx2基因高表达,C2C12细胞向成骨方向分化(P<0.05).成功建立Tet调控Runx2基因表达C2C12细胞系,为进一步研究Runx2基因功能分子机制提供理想的细胞模型.