SOST基因的表达调控

硬化蛋白(Sclerostin,SOST)主要由骨细胞特异性表达,是骨形成的负性调节因子。甲状旁腺激素和雌激素抑制SOST基因表达,转录因子Osterix、Runx2和Mef2c促进SOST基因表达,而转录因子Sirt1负调控SOST表达。此外,SOST基因表达还受DNA甲基化和microRNA等表观遗传学调控。SOST基因突变可引起骨硬缩症和Van Buchem病,与骨质疏松症相关联。Wnt和BMP是骨代谢调节的两个重要信号途径,SOST可通过结合BMP的Ⅰ型或Ⅱ型受体和Wnt的共受体LRP5/6分别抑制BMP和Wnt信号途径来调控成骨细胞分化和骨形成。抑制SOST为骨质疏松症的治疗提供了新的途径。文章综述了SOST基因的结构、功能、表达调控、与人类疾病的关系、调节骨代谢的机制及其临床应用前景。

沉默DKK1、Sost重组腺病毒载体的构建及其对MG63细胞增殖、ALP活性和钙离子浓度影响研究

目的构建Wnt信号通路抑制因子Dickkopf1(DKK1)、骨硬化蛋白Sclerostin(Sost)基因沉默重组腺病毒载体,观察其对MG63细胞增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性和钙离子浓度影响作用。方法设计出特异性针对DKK1、Sost和无关对照序列(Scr),构建DKK1、Sost沉默重组腺病毒载体,用q PCR法和蛋白印记(Western blot)法选出沉默效率最好的扩增DKK1、Sost沉默重组腺病毒载体,并用荧光显微镜观察计算病毒滴度。MG63细胞被分成空白对照组、沉默DKK1(Ad-sh DKK1)组、沉默Sost(Ad-sh Sost)组、沉默DKK1+Sost(Ad-sh DKK1+Ad-sh Sost)组4组,分别用优选出的沉默效率最好的sh DKK1和sh Sost腺病毒载体转染MG63细胞,采用四甲基偶氮唑蓝微量酶反应比色法(MTT)检测观察细胞增殖、考马斯亮蓝蛋白定量法测定ALP活性、流式分析法测定钙离子浓度。结果 1DKK1 p Ad-sh DKK1-1和Sost p Ad-GFP-shRNA-2沉默效率最高;2与空白对照组对比,沉默DKK1组、沉默Sost组、沉默DKK1+Sost组的细胞光吸收值(OD)、ALP活性测定值均升高,而钙离子浓度均降低,以沉默DKK1+Sost组变化最明显,组间比较具有统计学差异(P<0.01和P<0.05)。结论 DKK1、Sost沉默可促进MG63细胞增殖、提高ALP活性,降低钙离子浓度,尤以二者同时沉默时的作用最强。

RNA干扰SOST基因对成骨细胞的影响

目的:利用siRNA干扰技术沉默SOST基因,观察其对大鼠成骨细胞的影响,探讨SOST,siRNA治疗骨质疏松症(OP)的可能性.方法:实验分对照组、空载体组、SOST-siRNA1组及SOST-siRNA2组,将成功构建的10μg SOST-siRNA1和SOST-siRNA2表达载体分别采用脂质体法转染大鼠成骨细胞,空载体组大鼠成骨细胞转染等剂量的p GFP-V-RS空载体.转染后24 h、48 h、72 h和96 h荧光倒置显微镜下观察细胞转染效率,实时荧光定量RT-PCR法检测4组大鼠成骨细胞中SOST-mRNA的表达水平,ELISA法检测4组细胞上清中碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白表达水平变化.结果:成功构建SOSTsiRNA质粒载体,SOST-siRNA可以抑制大鼠成骨细胞中SOST-mRNA的表达;促进细胞上清中Ⅰ型胶原蛋白表达.结论:SOST-siRNA抑制大鼠成骨细胞中SOST-mRNA的表达后,可以促进细胞上清中Ⅰ型胶原蛋白表达,同时促进成骨细胞的发育,提示其对OP有一定的治疗作用.

新疆绝经后2型糖尿病女性SOST蛋白表达及基因rs851056、rs1230399位点多态性与骨代谢关系的研究

目的检测新疆石河子地区绝经后2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)女性血清硬化蛋白(sclerostin,SOST蛋白)表达水平,探讨SOST蛋白表达及基因rs851056、rs1230399位点基因多态性与骨代谢的关系,筛选骨质疏松症(osteoporosis,OP)早期诊断和治疗的潜在候选基因位点,为OP患者的临床个体化治疗提供理论依据。方法共纳入136例研究对象,根据OGTT及骨量分为A(-/-)、B(+/-)、C(-/+)、D(+/+) 4组。收集各组的一般资料并计算体质量指数(body mass index,BMI)、腰臀比。通过罗氏生化仪检测受试者FPG、Hb A1c、TG、Ca、P等糖、骨、脂代谢指标;运用双能X线法测定受试者腰椎(L_(1~4))及股骨颈骨密度(bone mineral density,BMD);运用ELISA法测定SOST蛋白表达水平;通过Mass ARRAY质谱仪测定rs851056、rs1230399位点基因多态性。运用协方差分析比较各组间生化指标及BMD差异、χ~2检验分析比较两个位点各基因型和基因频率、相关分析SOST蛋白与骨密度相关性,多元线性回归分析BMD影响因素。结果 (1)B组、D组与A组相比,SOST基因rs851056位点基因型和等位基因频率比较差异有统计学意义(P<0.01);rs1230399位点基因型和等位基因频率比较差异无统计学意义(P>0.05);(2)rs851056位点不同基因型相比,C组中GG型HDL、Ca、ALP均低于GC/CC型(P<0.05),D组中GG型BMD(L_(1~4))高于GC/CC型(P<0.05);(3)与A组相比,C组、D组SOST蛋白表达水平升高;(4) SOST蛋白水平与BMD(L_(1~4))呈负相关;(5)rs851056位点突变、BMI及TG降低是BMD(L_(1~4))降低的危险因素。BMI降低、ALP及绝经年限增加是BMD(股骨颈)降低的危险因素。结论 (1)新疆绝经后T2DM女性中,SOST基因rs851056位点基因多态性及基因频率分布可能与骨、糖代谢异常有关。该位点的基因突变可能与BMD的下降及脂代谢有关;(2)SOST蛋白表达水平与骨密度有关,是BMD降低的危险因素;(3)绝经后T2DM女性,低BMI、低TG、高ALP以及绝经年限长是BMD降低的危险因素。

新疆石河子地区绝经后2型糖尿病女性SOST基因联合LRP5基因多态性及突变与骨代谢关系的研究

目的探讨SOST基因和低密度脂蛋白5(low density lipoprotein 5,LRP5)基因多态性及突变与石河子地区绝经后2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)女性骨代谢的关系,为绝经后T2DM伴骨质疏松(osteoporosis,OP)的发生给予指导。方法选取2018年7月至2019年7月期间在新疆石河子大学医学院第一附属医院内分泌代谢科门诊就诊的135例绝经后女性作为研究对象(45岁≤年龄<87岁),按照骨密度(bone mineral density,BMD)结果分为骨量正常组(n=52)和骨量异常组(n=83),再依据是否伴T2DM分为4个亚组,血糖正常伴骨量正常组(n=26)、血糖正常伴骨量异常组(n=28)、T2DM伴骨量正常组(n=26)及T2DM伴骨量异常组(n=55);记录其年龄等一般基线资料;生化分析仪(全自动性)检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、三酰甘油(triacylglycerol,TG)与空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)等生物化学指标参数;双能X线吸收检测法(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)法检测BMD;飞行时间质谱(time-of-flight mass spectrometry,TOF-MS)法检测LRP5基因与SOST基因位点的多态性。结果在LRP5基因rs901825位点中,与A组相比,D组基因型分布差异有统计学意义(P<0.01);在LRP5基因rs7125942位点中,与A组相比,B组基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)。在D组中,SOST基因rs10534024位点,TCC.DEL/TCC.TCC基因型(突变型)的BMD(股骨颈)低于DEL.DEL基因型(野生型)(0.69±0.13 vs 0.76±0.10,P<0.05);LRP5基因rs7125942位点,在TG上,CC基因型(野生型)、CG基因型(突变型)分别为4.12±0.79、3.22±1.04,前者显著偏高(P<0.01)。在B组分析SOST基因rs851054位点发现,在TG上,相较AG/AA基因型(突变型),GG基因型(野生型)显著偏高(2.11±1.19 vs 1.30±0.80,P<0.05)。交互作用:SOST基因rs851054位点与LRP5基因rs7125942位点的交互作用对BMD(股骨颈)产生影响(P<0.05);SOST基因和LRP5基因4个位点的交互作用对BMD(股骨颈)产生影响(P<0.01)。多元线性回归分析:SOST基因rs10534024位点、体质量指数、TG与于BMD(L1-4)水平正向相关;LRP5基因rs7125942位点、绝经年限(BMD股骨颈)水平与负向相关。结论通过调查石河子区域绝经后女性发现,其LRP5基因rs901825位点基因多态性和骨代谢、糖代谢可能相关;在LRP5基因rs7125942位点,基因多态性与骨代谢有关且是BMD降低的危险因素,基因突变可能与脂代谢有关。对石河子区域绝经后女性调查发现,其SOST基因rs10534024位点的基因突变和BMD可能相关。SOST基因和LRP5基因的交互作用可能是BMD(股骨颈)降低的危险因素。

骨硬化蛋白单克隆抗体治疗骨质疏松

背景:骨硬化蛋白可负向调节骨代谢,其单克隆抗体可拮抗负向调节作用,在促进骨形成的同时抑制骨吸收。目的:旨在探讨骨硬化蛋白单克隆抗体在治疗骨质疏松中的作用机制及最新进展。方法:由第一作者应用计算机检索 PubMed、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普数据库和万方数据库(2005年 5 月至 2013 年 5 月)相关文献。在标题、摘要、关键词中以"osteoporosis,antibody,sclerostin,Wnt,SOST"或"骨质疏松,单克隆抗体,骨硬化蛋白,Wnt 通路"为检索词进行检索。选择文章内容与骨硬化蛋白单克隆抗体有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章。结果与结论:初检得到 170 篇文献,根据纳入标准选择关于骨硬化蛋白单克隆抗体的 54 篇文献进行综述。骨硬化蛋白通过与 Wnt 经典信号通路共受体低密度脂蛋白受体相关蛋白 5/6 结合以阻断 Wnt 通路,从而抑制成骨细胞分化及矿化。其单克隆抗体通过与骨硬化蛋白特异性结合而间接促进骨形成、抑制骨吸收,在骨质疏松的治疗中有重大意义。同时,与其他治疗方法相比,骨硬化蛋白作用靶点的组织特异性及骨硬化蛋白单克隆抗体的结合特异性为其增加了应用优势。

唇䱻硬骨蛋白基因克隆及其在肌间刺发生过程中的表达

为探究硬化蛋白(Sclerostin,SOST)与肌间刺发生之间的关系,研究通过转录组测序和RT-PCR获得了唇䱻(Hemibarbus labeo)硬化蛋白基因cDNA序列。序列分析表明,硬化蛋白由信号肽和成熟肽两部分组成,成熟肽包含一个胱氨酸结样结构域。系统进化树分析表明,唇䱻硬化蛋白与金鱼(Carassius auratus)硬化蛋白最为接近。通过荧光定量PCR检测发现唇䱻硬化蛋白基因mRNA在所有被检测的组织中均有表达,在鳃中的表达量最高。RNA原位杂交结果表明,硬化蛋白mRNA分布于肌膈,且随着肌间刺的发生信号逐步减弱。RTqPCR显示,在肌间刺4个发育阶段中,硬化蛋白基因mRNA的变化显著,在阶段Ⅰ表达量最高,随后逐步降低。综上,唇䱻硬化蛋白与肌间刺骨化存在一定的相关性。研究结果将为进一步调查鱼类硬化蛋白功能及硬化蛋白在肌间刺形成过程中的作用提供理论依据。

长链非编码RNA MEF2C-AS1调控成骨细胞功能的机制研究

目的探讨长链非编码RNA MEF2C-AS1通过肌细胞增强因子2C(MEF2C)基因对成骨细胞的影响。方法培养人成骨细胞系hFOB1.19,转染过表达MEF2C-AS1质粒,检测过表达MEF2C-AS1组的碱性磷酸酶(ALP)活性变化;通过小干扰RNA沉默MEF2C-AS1,用qRT-PCR、Western blotting检测MEF2C-AS1水平变化对MEF2C、SOST基因的mRNA、蛋白水平的影响,再同时过表达MEF2C-AS1、MEF2C,检测SOST基因表达水平变化。结果过表达MEF2C-AS1组MEF2C、SOST mRNA和蛋白相对表达量较对照组低(P<0.05)。过表达MEF2C-AS1组ALP活性较对照组高(P<0.05)。沉默MEF2C-AS1组MEF2C、SOST mRNA和蛋白相对表达量较对照组高(P<0.05)。过表达MEF2C-AS1组SOST mRNA和蛋白相对表达量较对照组低(P<0.05)。过表达MEF2C-AS1+MEF2C组SOST mRNA和蛋白相对表达量较过表达MEF2C-AS1组高(P<0.05)。结论MEF2C-AS1可通过抑制MEF2C进一步抑制SOST基因的表达,促进成骨细胞的分化成熟。

过表达DKK1、Sost重组腺病毒载体的构建及其对MG63细胞和相关蛋白的影响

【目的】针对Wnt信号通路抑制因子Dickkopf(DKK)1、骨硬化蛋白Sclerostin(Sost)基因构建过表达重组腺病毒载体,观察其对MG63细胞和相关蛋白的影响。【方法】构建DKK1、Sost过表达重组腺病毒载体,将培养好的MG63细胞分为空白对照组、空载病毒组(NC对照组)、过表达DKK1组、过表达Sost组、过表达DKK1+Sost组5组,根据组别不同分别用上述过表达重组腺病毒感染MG63细胞,观察细胞增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性、钙离子浓度和骨调节蛋白表达情况。【结果】与空白对照组比较,过表达DKK1组、过表达Sost组、过表达DKK1+Sost组的细胞光密度值、ALP活性值均显著降低,而钙离子浓度显著升高,以过表达DKK1+Sost组变化最明显(P<0.01)。与空白对照组比较,过表达DKK1组、过表达Sost组、过表达DKK1+Sost组的骨保护蛋白(OPG)、低密度脂蛋白受体相关蛋白(Lrp)5、骨形态发生蛋白(BMP)2、结缔组织生长因子(CTGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)2、骨桥蛋白(OPN)表达量均降低,而肿瘤坏死因子(TNF)-α表达量则升高,以过表达DKK1+Sost组变化最明显,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。【结论】过表达DKK1、Sost可降低MG63细胞增殖和ALP活性,升高钙离子浓度,对骨调节蛋白有一定影响,尤以两者同时过表达时的作用最强。

骨硬化蛋白与骨代谢

骨硬化蛋白(sclerostin),曾称硬骨素,由SOST基因编码,是一种分泌型糖蛋白。体内研究证明,骨硬化蛋白特异性地表达于骨细胞(osteocyte)中,通过作用于成骨细胞而在骨代谢中起重要作用。骨硬化蛋白基因(SOST)的表达受应力作用、激素、氧浓度等因素的影响。拮抗骨硬化蛋白可以缓解骨质疏松的症状,这为临床治疗骨质疏松等疾病提供了新思路与新方法。本文在介绍骨硬化蛋白的表达定位与分子结构的基础上,就其参与骨代谢的最新研究进展做一综述。

骨硬化蛋白：一个治疗骨质疏松的新靶点

高骨量疾病骨硬化症（sclerosteosis）和Van Buchem病由SOST基因表达缺失导致.由于SOST基因突变导致骨硬化蛋白不能表达或功能缺陷,可造成该病患者的过度骨形成,其作用机制与抑制Wnt信号转导通路相关.骨硬化蛋白通过与该通路共受体LRP5/6结合来阻断Wnt通路,进而对成骨细胞分化及矿化起抑制作用.由于骨硬化蛋白在抑制骨形成起关键作用且仅在骨组织表达,其单克隆抗体可用于治疗低骨量疾病如骨质疏松.