發(fā)布時間：2018-10-09 18:06

【摘要】：背景:隨著現(xiàn)代社會生活的改變,骨質疏松癥、骨折延遲愈合和骨折不愈合的發(fā)病率逐年上升。機械應力在骨的形成、骨的塑形及骨動態(tài)平衡的維持中都發(fā)揮著重要作用,但這過程離不開雌激素的協(xié)同作用及相關信號分子對力學信號的傳導。因此,研究和闡明機械應力和雌激素對成骨細胞作用的具體機制對骨質疏松癥、骨折延遲愈合和骨折不愈合的預防和治療有重要意義。流體剪切力是研究最多的一種機械應力模式。本實驗室前期研究已表明,流體剪切力可以通過活化ERK5促進成骨細胞的增殖,但其具體分子機制知之甚少。目的:在本實驗中對小鼠成骨MC3T3-E1細胞加載12dyne/cm2的流體剪切力,驗證流體剪切力通過活化ERK5促進了成骨細胞的增殖,并探索下一步實驗中流體剪切力的加載時間;研究雌激素受體α(ER-α)在流體剪切力促進細胞外信號調節(jié)激酶5(ERK5)活化中的作用;探索ER-α-ERK5信號通路在成骨細胞增殖中的具體分子機制。方法:給予小鼠成骨MC3T3-E1細胞孵育特異性ER-α抑制劑MPP(methyl-piperidino-pyrazole,1μmol/L),孵育高選擇性ERK5活性抑制劑XMD8-92(5μmol/L),和/或加載12 dyn/cm2流體剪切力處理。采用MTT實驗檢測成骨細胞的增殖活性,采用蛋白免疫印記實驗檢測ER-α、ERK5、p-ERK5、Cyclin D1(細胞周期蛋白)和CDK4(細胞周期蛋白依賴性激酶)蛋白的表達水平。結果:生理強度(12 dyn/cm2)的流體剪切力作用于成骨MC3T3-E1細胞60min后能顯著促進成骨細胞增殖,促進Cyclin D1和CDK4的表達;同時ER-α和p-ERK5的表達顯著增加。成骨細胞孵育MPP抑制ER-α后,p-ERK5的表達顯著下降,Cyclin D1和CDK4表達也顯著降低。孵育XMD8-92抑制ERK5活性后,流體剪切力促進的成骨細胞中Cyclin D1和CDK4表達水平顯著下降。結論:ER-α介導流體剪切力對小鼠成骨MC3T3-E1細胞ERK5的活化;流體剪切力通過ER-α-ERK5信號通路上調Cyclin D1和CDK4的表達水平,最終導致成骨MC3T3-E1細胞增殖。
[Abstract]:Background: with the change of modern society, the incidence of osteoporosis, delayed union and nonunion is increasing year by year. Mechanical stress plays an important role in the formation of bone, the formation of bone and the maintenance of dynamic balance of bone. However, this process can not be separated from the synergistic effect of estrogen and the transmission of mechanical signals by related signaling molecules. Therefore, it is important to study and clarify the mechanism of mechanical stress and estrogen action on osteoblasts for the prevention and treatment of osteoporosis, fracture delayed healing and fracture nonunion. Fluid shear force is one of the most studied mechanical stress modes. Previous studies in our laboratory have shown that fluid shear stress can promote the proliferation of osteoblasts by activating ERK5, but its molecular mechanism is poorly understood. Objective: to investigate the loading time of fluid shear force (12dyne/cm2) on mouse osteoblast MC3T3-E1 cells by activating ERK5 to promote the proliferation of osteoblasts. To study the role of estrogen receptor 偽 (ER- 偽) in the activation of extracellular signal-regulated kinase 5 (ERK5) induced by fluid shear stress, and to explore the molecular mechanism of ER- 偽 -ERK5 signaling pathway in osteoblast proliferation. Methods: mouse osteoblast MC3T3-E1 cells were incubated with MPP (methyl-piperidino-pyrazole,1 渭 mol/L), a highly selective inhibitor of ERK5 activity, XMD8-92 (5 渭 mol/L), and / or treated with 12 dyn/cm2 fluid shear stress. The proliferative activity of osteoblasts was detected by MTT assay, and the expression levels of ER- 偽 ERK5 (p-ERK5) cyclin D1 (cyclin D1) and CDK4 (cyclin dependent kinase) protein were detected by protein imprinting assay. Results: the physiological intensity (12 dyn/cm2) fluid shear stress could significantly promote the proliferation of osteoblasts, promote the expression of Cyclin D1 and CDK4, and increase the expression of ER- 偽 and p-ERK5. The expression of p-ERK5 in osteoblasts was significantly decreased after MPP inhibited ER- 偽. The expression of Cyclin D1 and CDK4 was also significantly decreased. After XMD8-92 inhibited ERK5 activity, the expression of Cyclin D1 and CDK4 in osteoblasts stimulated by fluid shear stress decreased significantly. Conclusion fluid shear stress mediates activation of ERK5 in mouse osteoblast MC3T3-E1 cells induced by fluid shear stress, and fluid shear stress up-regulates the expression of Cyclin D1 and CDK4 through ER- 偽 -ERK5 signaling pathway, which leads to the proliferation of osteoblast MC3T3-E1 cells.
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R68

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本文編號：2260270