本文關鍵詞：MAPK信號通路參與TNFα對GLUT1表達及成骨細胞分化的調控

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【摘要】：骨穩(wěn)態(tài)是由破骨細胞和成骨細胞來維持的,兩種細胞活性的失衡直接導致骨吸收和骨生成作用的失衡,就會產(chǎn)生相應的骨疾病。在正常生理條件下,破骨細胞和成骨細胞的作用是緊密協(xié)調的從而避免骨虧損和骨增生的發(fā)生;但在關節(jié)炎、骨髓炎、牙周骨損失等慢性炎癥性骨疾病患者體內(nèi),由于破骨細胞和成骨細胞作用的失衡導致異常骨損失或骨生成的發(fā)生。在類風濕性關節(jié)炎病人體內(nèi),促炎因子例如腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor alpha,TNFα)的水平和活性增強,破壞了病人的關節(jié)和骨;糖尿病及肥胖癥患者體內(nèi)也有較高水平的TNFα表達,他們的骨密度及骨量相較健康人而言都較低,更易得骨質疏松癥。骨質疏松癥患者由于骨質、骨強度和骨微構架的受損特質更易發(fā)生脆性骨折,這些疾病大都屬于慢性炎癥性疾病。因此研究TNFα對成骨細胞的分化和骨生成作用的影響十分必要且重要。我們首先利用前成骨細胞系MC3T3-E1檢測TNFα對成骨細胞分化的影響。TNFα刺激分化的MC3T3-E1細胞后,我們應用實時熒光定量PCR(Q-PCR)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性檢測和茜素紅S染色實驗來檢測TNFα對成骨細胞細胞分化和礦化的作用。進一步,我們探索了TNFα作用成骨分化的分子機制。絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路是成骨細胞分化調節(jié)方面研究較廣泛的通路,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)MAPK激酶應對各種因素的刺激采用不同的調節(jié)模式。我們用ERK、JNK、p38等MAPK激酶相應的抑制劑作用于MC3T3-E1細胞,利用Western Blot(WB)和堿性磷酸酶活性檢測實驗檢測了MAPK信號通路在TNFα成骨細胞分化調控中的作用。除此之外,我們還針對MC3T3-E1細胞中葡萄糖轉運蛋白1(glucose transporter1,GLUT1)的表達變化情況探索了TNFα對成骨細胞分化的糖代謝調節(jié)影響及其調節(jié)的初步機制。主要研究結果:(1)實時熒光定量PCR結果顯示,TNFα抑制了MC3T3-E1細胞成骨分化標志基因ALP、骨鈣素(osteocalcin,OC)和骨唾液酸蛋白(bone silaoprotein,BSP)的表達。堿性磷酸酶活性檢測和茜素紅S染色實驗結果顯示,TNFα處理組相對陰性對照組堿性磷酸酶的活性降低,茜素紅S染色較淺。(2)TNFα在劑量和時間上依賴性的激活MC3T3-E1細胞中MAPK激酶活性,短時刺激上調細胞中GLUT1的表達水平。(3)沉默GLUT1表達后,MC3T3-E1細胞成骨分化標志基因ALP和BSP的基因表達下調。(4)MAPK(ERK、JNK、p38)抑制劑處理阻斷了TNFα對MAPK激酶的活化和對GLUT1表達的上調作用,其中ERK和JNK抑制劑緩解了TNFα對堿性磷酸酶活性的下調作用,而JNK和p38抑制劑顯著性的逆轉了TNFα對GLUT1表達的上調作用。結論:TNFα抑制MC3T3-E1細胞的成骨分化;MAPK信號通路在MC3T3-E1細胞成骨分化過程中具有重要作用,其中ERK和JNK通路參與了TNFα對MC3T3-E1細胞成骨分化的調控作用;TNFα對成骨細胞中GLUT1的表達具有短時效應和長時間效應,短時刺激上調成骨細胞中GLUT1的表達,長時間作用可能通過活化NF-κB通路抑制成骨細胞分化下調GLUT1表達;MAPK信號通路尤其是JNK和p38 MAPK通路參與了MC3T3-E1細胞中TNFα上調GLUT1表達的調控作用。很可能TNFα通過MAPK和NF-κB信號通路調控MC3T3-E1細胞中GLUT1的表達進而調節(jié)細胞的糖代謝過程。
【關鍵詞】：MC3T3-E1細胞 成骨分化 TNFα GLUT1 MAPK信號通路
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R68
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 引言10-13
• 第一部分 TNFα對成骨分化的影響及MAPK信號通路在此調控中作用的探究13-31
• 1 材料與方法13-23
• 2 結果23-27
• 3 討論27-31
• 第二部分 TNFα對成骨分化中GLUT1表達的影響及其調控機制研究31-41
• 1 材料與方法31-33
• 2 結果33-39
• 3 討論39-41
• 結論41-42
• 參考文獻42-48
• 綜述 骨髓間充質干細胞（BMSCs)成骨和成脂分化的調節(jié)48-57
• 參考文獻53-57
• 攻讀學位期間已發(fā)表和待發(fā)表的論文57-58
• 英文縮略詞表58-59
• 致謝59-60

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