氧化有助于在机械负荷后快速失去硬质素蛋白质

科学领域:

• 骨生物学和机械传导.
• 骨头重塑的分子机制
• 骨细胞中的细胞信号传递.

背景情况:

• 机械负荷刺激骨细胞产生氧化 (NO•) 并减少硬质素,增加骨质量.
• 在机械传导过程中,NO•产生与降低硬质素之间的确切关系尚不清楚.
• 之前的研究将流体剪切应力 (FSS) 与NOX2衍生反应性氧物种,流入和CaMKII激活联系起来,调节结状素降解.

研究的目的:

• 为了阐明NO•生产和骨细胞中质蛋白质损失之间的机械联系.
• 为了确定NO•在已建立的机械转导途径中的等级关系.
• 调查CaMKII和NOS异型在FSS诱导的NO•生产和硬质素调节中的作用.

主要方法:

• 药理上抑制氧化合成酶 (NOS) 在骨细胞类细胞中的活性 (Ocy454).
• 在Ocy454细胞和孤立的小鼠长骨中使用NO•捐赠体进行治疗.
• 在Ocy454细胞中,siRNA介导的NOS异型 (eNOS/Nos3, iNOS/Nos2) 和CaMKII (Camk2d,Camk2g) 的淘汰.
• 在FSS之后,评估硬质素蛋白水平,Sost基因表达和NO•产量.

主要成果:

• 抑制NOS活动防止了FSS诱导的硬质素损失;NO•捐赠迅速减少了硬质素蛋白,而不依赖于基因表达变化.
• 确定了eNOS/Nos3和eNOS/Nos2作为FSS依赖NO•的主要来源,这对于对硬质素蛋白控制至关重要.
• 对于NO•生产,CaMKII激活是必要的,而NO•信号似乎调节了CaMKII活动,表明了复杂的相互作用.

结论:

• 氧化 (NO•) 是机械激活的CaMKII的关键下游调解剂,对于调节硬质素蛋白降解是必要和足够的.
• eNOS/Nos3和iNOS/Nos2都对FSS诱导的NO•产生有所贡献,突出了它们在骨机械传导中的作用.
• CaMKII和NO•信号之间的相互作用是控制胆固醇水平的重要组成部分,支持合成代谢的骨反应.