成骨细胞特异性转录因子Osterix对骨形成作用的研究进展

骨形成是一个涉及从间充质干细胞向成骨细胞分化的复杂发育过程,研究骨形成过程中的关键因子并阐明其作用的具体分子机制对骨代谢性疾病的治疗具有重要意义。Osterix(Osx)是迄今为止发现的唯一一个成骨细胞特异性转录因子,Osx只在骨组织细胞中表达,在干细胞向成骨细胞分化过程中起决定性作用,没有Oxs就没有骨形成和骨再生。Osx的发现为整个骨形成领域的研究开启了新的窗口。基于Osx在骨形成过程中的重要地位,研究者们迫切希望开发出作用于Osx的合成代谢分子,这对骨代谢性疾病的治疗将起到革命性的进步,因此对Osx的上下游因子及信号通路之间具体作用机制的进一步研究和阐明显得尤其重要。笔者对其研究进展做一综述。

成骨细胞特异性转录因子Osterix研究进展

2002年Nakashima等[1]发现了新的转录因子—成骨细胞特异性转录因子Osterix（OSX）,其具有的锌指基序结构域能与真核细胞启动子结合,调控基因转录[2],并调控许多重要成骨细胞晚期表型和功能蛋白的表达,如Ι型胶原、骨桥素、骨涎蛋白及骨钙素等,并合成基质,发生矿化反应,

成骨细胞特异性转录因子2在乳腺癌中的表达及临床意义

目的:探讨成骨细胞特异性转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)在乳腺癌组织中的表达及临床意义。方法:采用免疫组织化学法检测Runx2在乳腺浸润性导管癌和癌旁乳腺组织中的表达情况及其与乳腺癌临床病理特征间的关系。结果:Runx2在乳腺浸润性导管癌及癌旁乳腺组织中的阳性表达率分别为69.52%(73/105)和8.57%(9/105),乳腺浸润性导管癌组Runx2的阳性表达率显著高于癌旁乳腺组织,差异具有统计学意义,而且Runx2在乳腺浸润性导管癌中的表达与雌激素受体(estrogen receptor,ER)呈负相关。Runx2的表达与乳腺癌的组织学分级、淋巴结转移及临床分期相关,而与患者年龄及肿瘤大小无关。结论:Runx2可能参与了乳腺癌的发生,而且在ER阴性乳腺癌的发生过程中可能发挥了更加重要的作用。Runx2与乳腺癌的恶性程度、浸润、转移有关,提示Runx2可能成为乳腺癌患者预后评估的重要指标之一。

成骨细胞特异性转录因子Cbfal研究进展

近年体内和体外研究表明Cbfal是成骨细胞分化和骨骼形成过程中特异性转录调控因子。在成骨细胞分化过程中,Cbfal的表达和活化除了通过自身的反馈调控之外,还受到细胞外基质和多种细胞因子及其所激活的相关信号通路的影响。成骨细胞内Cbfal mRNA和蛋白质的表达水平与其转录调控活性的不一致提示,该转录因子的活化主要是通过蛋白修饰以及与其他相关蛋白间相互作用而实现的。

P物质在成骨细胞分化过程中对转录因子Osterix表达的影响

目的:在成骨细胞分化过程中检测转录因子Osterix的表达,探讨P物质调控成骨细胞分化及骨形成的分子机制.方法:原代培养大鼠骨髓基质干细胞(rMSCs),并诱导其向成骨细胞定向分化.采用RT-PCR法检测转录因子Osterix在P物质和/或P物质NK1受体拮抗剂L732138干预下的表达.结果:在诱导成骨细胞定向分化的过程中,与空白对照组相比,P物质组转录因子Osterix的表达增强(LSD-t=0.117,P<0.01),P物质NK1受体拮抗剂L732138组转录因子Osterix的表达差异无统计学意义(LSD-t=0.008,P>0.05);与P物质组相比,P物质与P物质NK1受体拮抗剂L732138组转录因子Osterix的表达降低(LSD-t=-0.172,P<0.01).结论:P物质可以促进转录因子Osterix的表达,其受体拮抗剂L732138具有拮抗作用;P物质可通过促进转录因子Osterix的表达,促进成骨细胞分化及骨形成.

Osterix:与成骨细胞分化和骨形成有关的转录因子

Osterix(Osx)是一种新发现的与成骨细胞分化和骨形成有关的转录因子,只在发育的骨组织中特异性表达。Osx基因剔除的Osx(-/-)小鼠完全丧失骨形成能力。Osx(-/-)小鼠/胚胎间叶细胞仍能正常表达Runx2,Osx可能位于成骨细胞分化路径中Runx2的下游,前成骨细胞分化为成熟的成骨细胞需要Osx的存在。同时Osx可能是转录因子Sox9和软骨细胞的一种负向调控子,可阻止骨/软骨祖细胞向软骨细胞的分化。

成骨细胞特异性因子-2在病理性瘢痕形成中的作用

病理性瘢痕过度增生不仅影响外形,所带来的瘙痒和疼痛等困扰患者,并且影响重要功能部位的手术效果。对于微创手术而言,皮肤病理性瘢痕异常增生给患者带来新的病痛,往往掩盖“微创”手术本身的优势,过度增生性瘢痕对于微创美容外科更是不可接受的。目前,病理性瘢痕形成的病理机制尚未阐明,

转录因子Runx2、Osterix与骨髓间质干细胞的成骨分化

在骨髓间质干细胞向成骨细胞的分化过程中,Runx2与Osterix是两个极为重要的转录因子。Runx2又称核心结合因子,属于runt域基因家族,体内外实验均表明Runx2为骨髓间质干细胞成骨分化和骨发育所必需,Runx2基因是骨形成的关键基因。而Osterix则是一种新近发现的含锌指结构的转录因子,它虽不是Runx2表达所需的转录因子,但其位于成骨细胞分化路径中Runx2的下游调控成骨细胞的生成。

成骨特异性转录因子——核心结合因子Cbfa1在骨改建中的作用

成骨细胞由具有多向分化潜能的间充质细胞经骨原细胞、前成骨细胞分化而来,它一旦终末分化以后就分泌产生各种细胞外基质蛋白,如I型胶原、骨桥蛋白（osteopontin）和骨钙素（osteocalcin），并参与骨基质的钙化．

在成骨细胞分化过程中调节Osterix转录因子表达和肿瘤坏死因子活性的同源异形盒蛋白Prx1的表达

肿瘤坏死因子（TNF-α）具有促使骨质疏松发生和抑制骨形成的作用,是骨节炎症中导致骨骼损伤的重要因子。成骨细胞（osteoblast,OB）来源于多能间充质细胞系,是骨形成的主要功能细胞,其按一定的路径分化为成熟骨细胞。Osterix（Osx,SP7）是一种OB分化所必需的转录因子。有实验证明如果机体缺乏该转录因子会导致骨骼软骨化。美国科学家的研究曾经报道过一种位于0sx启动子内的TNF抑制元件，这种抑制元件可以用于分离核蛋白，从而介导TNF-α发挥抑制OB分化的作用。

成骨细胞分化相关转录因子及其调控机制

成骨细胞的分化成熟是骨形成的前提,在该过程中需要多种因素的参与和调控。骨形成相关转录因子是其他因素如生长因子、细胞因子和动力传导的中枢和靶向,在促使间充质祖细胞向功能性成骨细胞的转化过程中起着关键作用。本文将介绍几个常见的成骨相关转录因子:R unx2、O sterix、M sx1/2和D lx5/6。

人成骨特异性转录因子cDNA胞外区片段的克隆和序列分析

目的:克隆人成骨特异性转录因子(cbfa1)cDNA胞外区片段并进行序列分析。方法:提取人骨肉瘤细胞系MG63的总RNA,逆转录合成cDNA,用PCR法扩增cbfa1基因片段。将获得的预期大小的PCR产物插入pUC19克隆载体中,转化TOP10感受态细胞,蓝白筛选白色克隆,进行体外扩增,提取质粒进行酶切鉴定后进行序列分析。结果:从人骨肉瘤细胞系细胞提取的总RNA中成功获得人cbfa1基因片段和重组质粒pUC19-cbfa1,DNA序列分析证实其序列和文献报道一致。结论:采用基因克隆的方法得到人cbfa1基因片段和重组质粒pUC19-cbfa1,为进一步进行其结构和功能研究打下基础。

体外机械力诱导牙周膜细胞成骨分化过程中转录因子Osterix的表达

Osterix（Osx）是前成骨细胞分化为功能性成骨细胞过程中一种关键性的转录因子。该研究旨在通过检测机械力诱导牙周膜细胞成骨分化过程中转录因子Osterix表达的变化，揭示Osterix是否在机械力诱导牙周膜细胞成骨分化过程中发挥作用。体外培养人牙周膜细胞，以离心机加力，加力时间分别为1、2、4、6、8和12h。

比较浓缩生长因子提取液和富血小板纤维蛋白提取液对成骨细胞MC3T3-E1增殖的影响

目的:比较浓缩生长因子提取液(concentrated growth factor extract,CGFe)和富血小板纤维蛋白提取液(platelet-rich fibrin extract,PRFe)对成骨细胞MC3T3-E1增殖的影响。方法:制备CGFe和PRFe。分别采用含CGFe(10%,20%,30%)与PRFe(10%,20%,30%)的DMEM培养基培养MC3T3-E1。分别于培养的第1,3,5,7天,采用MTT法检测细胞增殖情况,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色法检测细胞中ALP的活性;采用定量RTPCR(quantitative RT-PCR,RT-qPCR)检测培养第3和7天细胞中核心结合蛋白因子2(Runt-related transcription factor 2,Runx2)和成骨细胞特异性转录因子(Osterix,Osx)mRNA表达水平。结果:在1,3,5,7 d时,与对照组相比,CGFe与PRFe均能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖,差异有统计学意义(均P<0.05)。除第1天外,相同浓度的CGFe与PRFe比较,CGFe组细胞的增殖活性高于PRFe组,差异有统计学差异(均P<0.05)。在1,3,5,7 d时,与对照组相比,CGFe组与PRFe组的ALP活性均明显升高,差异有统计学意义(均P<0.05)。除第1天外,相同浓度的CGFe组与PRFe组比较,CGFe组的ALP活性高于PRFe组,差异有统计学意义(均P<0.05)。在3,7 d时,与对照组相比,CGFe组与PRFe组Osx和Runx2 mRNA表达水平均明显升高,差异有统计学意义(均P<0.05);相同浓度的CGFe组与PRFe组比较,CGFe组Osx mRNA表达水平明显高于PRFe组,Runx2 mRNA表达水平明显低于PRFe组,差异有统计学意义(均P<0.05)。结论:CGFe比PRFe更能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖,这可能与其增加ALP活性及上调成骨相关基因Osx的表达有关。

沉默Periostin基因调节小鼠成骨细胞代谢对抑制破骨活性的作用

目的通过观察沉默Periostin后小鼠成骨细胞中特异性转录因子(Runx2)、核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)及骨保护素(OPG)表达变化,探讨其影响破骨活性的分子机制。方法将小鼠成骨细胞株(MC3T3-E1)分为实验组和对照组,实验组使用LVpFU-GW-016PSC66473-1病毒转染,对照组用pFU-GW-016PSC53349-1病毒,保持两组细胞状态相当。用MDC法检测基因沉默效果,Western blot法检测两组细胞Runx2、RANKL和OPG蛋白表达情况。结果沉默Periostin后发现:实验组荧光表达较对照组明显增强(P<0.01);实验组Runx2和RANKL蛋白表达较对照组明显下调(P<0.05);OPG蛋白表达较对照组显著升高(P<0.05)。结论沉默Periostin可改变小鼠成骨细胞RANKL和OPG表达,并可能通过核因子-κB(NF-κB)信号通路介导影响Runx2基因,增强成骨细胞功能并抑制骨破坏。

体外诱导C2C12细胞向成骨细胞的分化

目的成骨细胞特异性转录因子a1(core binding factor a1,Cbfa1)通过调节生长因子和骨特异性细胞外基质蛋白的基因表达而参与成骨细胞的分化和骨发育过程。文中构建成Cbfa1,以腺病毒载体转染成肌细胞C2C12,为种子细胞构建组织工程化骨。方法体外培养小鼠成肌细胞C2C12,用重组腺病毒质粒pAd-IL-31介导Cbfa1/Osf2基因瞬时转染小鼠成肌C2C12细胞,Western blot检测Cbfa1蛋白表达。结果 Cbfa1蛋白表达、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性测定、骨钙素(osteocalcin,OCN)分泌量以及茜素红染色感染组明显高于对照组。结论成肌细胞C2C12可以作为种子细胞构建组织工程化骨。

成骨细胞中雌激素与Runx2相互作用机制的研究与趋势

背景:普遍认为雌激素和成骨特异性转录因子(runt-related transcription factor2,Runx2)是骨骼形成和维持的重要调控因子。目的:分析总结目前有关成骨细胞中雌激素与Runx2相互作用的研究进展,综述在成骨细胞中雌激素与Runx2相互作用的分子机制。方法:以"雌激素"、"成骨特异性转录因子"、"成骨细胞"、"Runx-2"、"Estrogen"为检索词,检索PubMed数据库、中国生物医学文献数据库、维普期刊全文数据库、万方数据库有关文章。排除重复性研究及无关研究。计算机初步检索得到62篇文献,经过进一步研读分析,保留22篇进行总结。结果与结论:研究发现,雌激素和Runx2在成骨细胞中并不是孤立的发挥作用,而是通过多种方式相互协同,共同发挥对成骨细胞的调控,作用于骨代谢过程。雌激素与Runx2之间存在的复杂作用机制,除E2/ER与Runx2直接作用外还涉及到许多信号系统,如转化生长因子β信号通路,Wnt/β-连锁蛋白信号通路,Fas/FasL信号通路和核因子κB信号通路等。

SENP3对大鼠成骨细胞端粒酶活性及端粒长度的影响

目的:研究sentrin特异性蛋白酶3(SENP3)对大鼠成骨细胞端粒酶活性及端粒长度的影响。方法:首先0.2 mmol/L H_2O_2处理体外培养的大鼠成骨细胞后,Western blotting法检测SENP3及特异性蛋白1(Sp1)的表达。pc DNA3.0-SENP3转染成骨细胞,分别于24 h、48 h、72 h后采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞活力的变化。转染48 h后,Western blotting法检测Sp1和端粒酶逆转录酶(TERT)的表达,PCR-TRAP法及PCR法检测端粒酶活性及端粒长度;ELISA检测上清中碱性磷酸酶(ALP)和骨桥蛋白(OPN)的含量;放射免疫法(RIA)检测骨钙蛋白(OCN)的含量。最后将pc DNA3.0-SENP3与siRNA-Sp1共转染成骨细胞,并检测以上指标。结果:H_2O_2处理成骨细胞后,SENP3和Sp1的表达显著上升。pc DNA3.0-SENP3转染成骨细胞后,Sp1和TERT的表达显著上升,细胞活力、ALP、OPN及OCN含量也都显著上升;端粒酶活性显著增加及端粒长度缩短显著延缓。而当pc DNA3.0-SENP3与siRNA-Sp1共转染成骨细胞后,细胞活力,ALP、OPN及OCN含量,端粒酶活性及端粒长度均未发生显著变化。结论:SENP1通过上调Sp1的表达促进TERT的表达,增加端粒酶活性上升及延缓端粒长度缩短,从而增强成骨细胞增殖能力。