过氧化物酶6通过cAMP/PKA/CREB信号通路减少成骨细胞衰老并促进成骨分化和骨形成

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研究背景过氧化物氧化还蛋白6(Peroxiredoxin 6,PRDX 6)是PRX家族中的一种抗氧化酶,通过降低细胞内ROS水平来减轻氧化应激损伤。适量的ROS是生理所需,但过量的ROS引起的氧化应激可导致成骨细胞衰老继而成骨分化功能降低,最终引起骨形成异常,导致骨质疏松。研究目的本研究旨在探讨骨质疏松症中PRDX6对氧化应激导致的成骨细胞衰老的作用及机制。研究方法收集并测量临床正常和骨质疏松症患者血液中PRDX6水平及骨密度并作相关分析;利用慢病毒感染在MC3T3-E1细胞中敲低或过表达PRDX6基因,在氧化应激下观察成骨相关通路及成骨功能改变;建立去卵巢导致的骨质疏松模型,利用关节腔内注射重组腺相关病毒(rAAV-PRDX6)特异性过表达PRDX6,观察模型小鼠的骨量及相关通路蛋白表达变化。通过RNA-seq分析了与PRDX6表达增加有关的信号通路机制。此外,使用阻断剂研究了介导PRDX6对MC3T3细胞中成骨相关基因表达的作用的细胞信号分子。结果骨质疏松症患者血清中的PRDX6表达下降,与骨密度程度呈正相关。体外实验表明,在氧化应激刺激下,敲低PRDX6可导致成骨细胞ROS水平上升、衰老增多(衰老相关表型产物表达增多、细胞周期停滞等)、活性降低以及成骨功能下降。而PRDX6过表达则可缓解这一表现。体内实验结果表明,与对照组相比,过表达PRDX6可减少去势小鼠中成骨细胞的衰老相关蛋白表达并明显缓解骨量减少程度。KEGG结果表明,在PRDX6过表达的细胞中,cAMP/PKA/CREB信号通路被高度激活。PRDX6对成骨相关基因的促进作用被腺苷酸环化酶抑制剂2’,5’-二脱氧腺苷(DDA)所阻断。结论PRDX6通过cAMP/PKA/CREB细胞途径抑制成骨细胞中的氧化应激导致的衰老缓解骨质疏松变化。
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