跑台运动通过抑制骨吸收CN/NFATc1信号通路改善慢性肾病小鼠骨代谢和骨结构

目的:通过肾部分切除手术造慢性肾病(chronic kidney disease,CKD)小鼠模型,研究跑台运动对CKD小鼠骨代谢和骨结构的影响,以及对CKD小鼠骨吸收CN/NFATc1信号通路的作用。方法:4周龄30只C57BL/6雄性小鼠,随机分为CKD对照组(CKD)、CKD运动组(CKD+E)和假手术对照组(SHAM),每组10只。CKD组和CKD+E组小鼠通过肾部分切除手术造成CKD小鼠模型,SHAM小鼠行假手术作为对照;CKD+E组小鼠进行为期8周的跑台训练,末次训练24 h后处死各组小鼠。Micro-CT法检测股骨和第三腰椎骨组织形态计量学指标,ELISA法测试血清骨代谢指标,Quantitative Real-time PCR法测定股骨中CN/NFATc1信号通路相关细胞因子mRNA表达,Western Blot检测骨中Src1和NFATc1的蛋白表达。结果:与SHAM组相比,CKD组小鼠股骨和第三腰椎松质骨BV、BV/TV、IS、Tb.Th、Tb.N和BMD显著降低(P<0.01),Tb.Sp和Po(tot)显著升高(P<0.01),血清骨形成指标OC、PICP、PINP和BALP显著降低(P<0.01),血清骨吸收指标CTX、NTX和TRACP显著升高(P<0.01),骨组织TRAF6、Src1、PLC、CN、NFATc1、TRAP mRAN表达和Src1、NFATc1蛋白表达显著升高(P<0.01);与CKD组相比,CKD+E组小鼠股骨和第三腰椎松质骨BV、BV/TV、IS、Tb.Th、Tb.N和BMD显著升高(P<0.05或P<0.01),Tb.Sp和Po(tot)显著降低(P<0.05或P<0.01),血清骨形成指标OC、PICP、PINP和BALP显著升高(P<0.05或P<0.01),血清骨吸收指标CTX、NTX和TRACP显著降低(P<0.05或P<0.01),骨组织TRAF6、Src1、PLC、CN、NFATc1、TRAP mRAN表达和Src1、NFATc1蛋白表达显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:跑台运动通过抑制骨吸收CN/NFATc1信号通路,改善CKD小鼠骨代谢和骨结构。

NFATc1在骨质疏松症中的研究进展

骨重塑过程不平衡是骨质疏松症发生的重要机制之一,其主要是由于破骨细胞对骨的重吸收超过了成骨细胞介导的骨形成。NFATc1被证实参与了调控骨吸收过程。笔者综述了NFATc1在破骨细胞中调控的信号通路与分子机制,拟为骨质疏松症提供新的治疗思路和潜在的治疗靶点。并得出以下结论:①当骨吸收过程中破骨细胞的介入程度超过成骨细胞的介入程度时,从而导致骨重塑过程失去平衡,而骨质疏松症则将持续发展;②NFATc1在破骨细胞吸收过程中的关键转录调控是通过RANKL-RANK、NF-κB、MAPK和Ca^(2+)信号通路,调控破骨细胞在骨代谢过程中的生成和分化,从而介导破骨细胞过度生成引起的骨形成和骨吸收之间的失衡;③目前抗骨质疏松药物策略并未对该疾病产生非常显著的影响;④关于生物材料靶向NFATc1的研究还处于起步阶段,仍需深入探索。

芝麻素通过抑制AKT/GSK3β/NFATc1信号通路减轻2型糖尿病大鼠骨质疏松症

目的:探究芝麻素对2型糖尿病性骨质疏松症(T2DOP)的治疗作用及其可能机制。方法:将健康雄性SD大鼠分为对照组、模型组、低剂量芝麻素组(L-Ses组)和高剂量芝麻素组(H-Ses组),每组10只。模型组、L-Ses组和H-Ses组大鼠给予高脂高糖饲料喂饲4周,并一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ,剂量35 mg/kg)溶液建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型。造模成功后,L-Ses组和H-Ses组大鼠分别按照10 mg/kg和40 mg/kg的剂量给予芝麻素灌胃处理,每日1次,持续药物处理8周。对照组和模型组大鼠同时间段给予等量的生理盐水灌胃处理。分别检测大鼠血清中空腹血糖值(Fasting plasma glucose,FPG)、空腹胰岛素(Fasting insulin,FINS)、糖化血红蛋白(Glycosylated hemoglobin,HbA1c)、血清总胆固醇(Serum total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平。采用苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)染色检测大鼠股骨组织形态。μCT扫描仪分析大鼠股骨干骺端三维结构以及骨密度(Bone mineral density,BMD)、骨小梁数(Trabecular number,Tb.N)和骨小梁厚度(Trabecular thickness,Tb.Th)参数,Western blot检测骨形成指标骨碱性磷酸酶(Bone alkaline phosphate,BALP)、骨钙素(Osteocalcin,OCN)、成骨相关基因2(Runt-related transcription factor 2,Runx2),以及磷脂酰肌醇-3激酶(Phosphoinositide 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt)/糖原合成酶激酶3β(Glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)/活化T细胞核因子1(Nuclear factor of activated T cells c1,NFATc1)信号通路相关蛋白的表达。结果:与对照组比较,模型组大鼠血清FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C和MDA水平均升高(P<0.05),HDL-C、SOD、CAT和GSH水平均降低(P<0.05);股骨组织中骨小梁断裂状态较多,排列紊乱,骨质严重流失,BMD、Tb.N和Tb.Th均降低(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均降低(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均升高(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平降低(P<0.05)。与模型组比较,L-Ses组和H-Ses组大鼠血清中FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C和MDA水平均降低(P<0.05),HDL-C、SOD、CAT和GSH水平均升高(P<0.05);股骨组织中骨小梁断裂状态较少,排列、形态结构和骨质流失均呈现较大改善,BMD、Tb.N和Tb.Th均升高(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均升高(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均降低(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平升高(P<0.05)。与L-Ses组比较,H-Ses组大鼠血清中FPG、FINS、HBA1c、TC、TG、LDL-C、SOD、CAT、GSH和MDA水平均降低(P<0.05),HDL-C水平升高(P<0.05);大鼠股骨组织和形态稍有缓解,BMD、Tb.N和Tb.Th均升高(P<0.05),股骨组织中BALP、OCN和Runx2蛋白表达水平均升高(P<0.05),AKT和NFATc1蛋白磷酸化水平均降低(P<0.05),GSK3β蛋白磷酸化水平升高(P<0.05)。结论:芝麻素可能通过抑制AKT/GSK3β/NFATc1信号通路,促进骨形成,进而缓解T2DOP大鼠的骨质疏松症进展。

破骨细胞中NFATc1相关调节研究进展

活化T细胞核因子(nuclear factor-activated T cell 1,NFATc1)是一种重要的转录因子。在破骨细胞中,它由上游RANKL信号通路的诱导、Ca^(2+)相关协同刺激信号通路与Ca^(2+)非依赖信号通路的扩增,Lhx2、IRF8、Mafb及Bcl6等细胞因子负反馈诱导,在NFATc1转录过程中的启动、扩增及靶向作用三个阶段通过复杂交互的调节影响其下游各种靶基因及蛋白,最终介导破骨细胞的分化、融合及对无机和有机骨基质的降解作用。宏观上,NFATc1还受到外界机械应力的影响从而在破骨细胞生长过程中发挥作用;并且NFATc1的调节过程受其自身节律的影响。本文就NFATc1的结构、相关调节机制和对破骨细胞的作用研究进展进行综述。

富血小板血浆联合玻璃酸钠对骨质疏松性骨折大鼠的影响

目的探讨富血小板血浆联合玻璃酸钠对骨质疏松性骨折大鼠骨愈合、血管生成及NFATc1信号通路的影响。方法选取50只SPF级SD雌性大鼠,随机分为正常(NO)组,模型(MO)组,富血小板血浆(PP)组,玻璃酸钠(SH)组,富血小板血浆联合玻璃酸钠(PS)组。通过小动物骨密度仪检测骨密度、生物力学试验机检测骨生物力学、HE染色法检测骨组织病理形态、ELISA法检测血清中血管生成相关因子含量、免疫印迹法检测大鼠骨组织中NFATc1信号通路蛋白表达。结果与NO组相比,MO组骨密度、刚度、最大载荷、最大压强、弹性模量、血管数量及血管面积、VEGF、bFGF、ANG-1含量显著降低(P<0.05),股骨组织NFATc1、OSCAR蛋白表达显著升高(P<0.05),与MO组相比,PP组、SH组、PS组骨密度、刚度、最大载荷、最大压强、弹性模量、血管数量及血管面积、VEGF、bFGF、ANG-1含量明显升高(P<0.05),股骨组织NFATc1、OSCAR蛋白表达显著降低(P<0.05),且SH组与PP组相比无明显差异(P>0.05),PS组比SH组变化显著(P<0.05)。结论富血小板血浆联合玻璃酸钠对骨质疏松性骨折大鼠具有显著疗效,可有效促进骨愈合及血管生成,并抑制NFATc1信号通路。

RCAN1在外周血管疾病中作用的研究进展

钙调神经磷酸酶（Calcineurin,CN）又称蛋白磷酸酶2B（PP2B）,是一种钙调素（Calmodulin,CaM）依赖重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白酶,其在细胞信号传递过程中直接受细胞内Ca^2＋浓度的调节。活化的CN通过对下游NFAT、tau、CREB、BAD等底物去磷酸化作用,参与心肌肥大、细胞凋亡、突触的可塑性以及记忆功能等多种信号活动的调节。