锌指蛋白-36缺陷抑制小鼠的成骨细胞分化：基于激活ERK/MAPK通路

摘要

目的 探究锌指蛋白-36(ZFP36)对成骨细胞分化的调控作用及机制。方法 通过提取小鼠原代骨髓间充质干细胞，结合小鼠成骨细胞前体细胞系MC3T3-E1，在体外成骨分化诱导状态下观察Zfp36（编码ZFP36）的表达变化。通过干扰RNA技术构建Zfp36缺陷的细胞，观察成骨分化作用的改变。通过第二代转录组测序技术探究Zfp36缺陷细胞成骨分化过程中的转录组水平改变。通过ERK/MAPK信号抑制分子U0126验证Zfp36缺陷对成骨分化作用的调控机制。结果 小鼠原代骨髓间充质细胞以及MC3T3-E2细胞中Zfp36表达在成骨分化0～14 d过程中呈逐渐升高趋势，在第7天到达峰值时较第0天升高3.85倍（P<0.0001）。抑制上述细胞Zfp36的表达后，成骨分化过程中碱性磷酸酶染色及茜素红染色弱于对照组，成骨分化标志基因Alpl(P<0.01)、Sp7(P<0.001)、Bglap(P<0.01)、Ibsp(P<0.0001)表达显著减弱。转录本测序结果提示Zfp36缺陷细胞的下调基因富集到骨矿化相关基因集中，且与ERK信号相关。蛋白表达检测显示Zfp36缺陷细胞的磷酸化ERK蛋白比例较对照组升高2.1倍(P=0.0274)。通过分子化合物U0126抑制Zfp36缺陷细胞中被激活的ERK/MAPK信号，可观察到表型挽救现象，并且呈剂量依赖。Zfp36缺陷细胞在10μmol/L度U0126作用下碱性磷酸酶染色增强，成骨细胞分化标志基因Runx2(P<0.05)及Bglap(P<0.05)表达显著增高。结论 ZFP36参与了小鼠成骨细胞的分化调控过程，Zfp36缺陷会引起ERK/MAPK信号通路的激活，进而抑制成骨细胞向骨细胞的分化。

关键词

锌指蛋白-36 / 成骨细胞分化 / ERK/MAPK信号通路 / 骨髓间充质干细胞

基金资助

国家自然科学基金（82370886,31771051）