组蛋白去甲基化酶KDM2B在骨质调控中的分子机制研究

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骨质疏松是一种常见的骨质流失,骨折风险增加的全身性骨骼疾病。骨组织处于不断重塑的状态,从而维持骨骼系统的稳态。骨重塑主要是指由破骨细胞通过吸收骨来移除衰老或损伤的骨,随后由成骨细胞形成新骨的动态过程。当破骨细胞活化异常打破骨稳态,致使骨吸收速率大于骨形成速率,便会诱发骨质疏松。组蛋白去甲基化酶在骨稳态和骨质疏松风险中的作用尚未得到广泛研究。KDM2B(别名JHDM1B、FBXL10或Ndy1)是第一个鉴定出含有Jmj C结构域的组蛋白去甲基化酶KDM2A的旁系同源物。已有的文献报道Kdm2b WT/ΔCxx C小鼠脊柱发育异常,这提示我们KDM2B在骨骼系统中可能发挥重要的功能。我们猜测KDM2B对于骨重塑过程可能存在调控作用。为了探究KDM2B在骨质调控中的作用,我们首先观察Kdm2b敲除小鼠的表型,通过Micro-CT扫描发现雌性Kdm2b敲除小鼠股骨松质骨出现明显的骨量下降。雄性Kdm2b敲除小鼠股骨松质骨骨量下降但没有统计学差异。颅骨和股骨切片TRAP染色结果显示敲除小鼠体内破骨活性增强。体外实验发现Kdm2b敲除可以促进破骨细胞分化并且抑制破骨细胞前体细胞的增殖。此外,通过ALP染色、Von Kossa染色和Alizarin Red染色发现,敲除Kdm2b能够在体外抑制成骨细胞的分化、矿化。通过Goldner`s染色发现Kdm2b敲除后,雌鼠体内成骨细胞的数目,活性以及类骨质分泌等骨形成能力有所下降。对KDM2B调控破骨细胞分化分子机制的初步探究结果发现,KDM2B负调控破骨细胞分化依赖于Jmj C结构域。蛋白质免疫印迹实验发现KDM2B并不影响NF-κB信号通路,可能是通过抑制ERK1的表达以及其磷酸化进而影响破骨细胞的分化。综上所述,KDM2B能够调控破骨细胞和成骨细胞分化从而影响骨质。我们的探索为表观遗传学修饰分子对骨质疏松的调控提供新的证据,也为研发治疗骨质疏松的药物靶点提供新的思路。
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