近日,基础医学院白晓春和第三附属医院金大地课题组在软骨发育调控机制的研究中取得重要进展。研究成果以"mTORC1 regulates PTHrP to coordinate chondrocyte growth, proliferation and differentiation"为题在线发表于Nature Communications,论文第一作者为第三附属医院2011级硕博连读研究生鄢博。
Nat Commun创刊于2010年,由自然出版集团(Nature Publishing Group)出版,专门发表生物学、物理学和化学等领域的高质量研究论文。该杂志具有很高的国际影响力,其发表的论文代表对于各个领域内的专家来说具有重要意义的关键性进展。2015年度影响因子为11.47。
多细胞生物发育过程中,细胞经历生长、增殖、分化与凋亡等基本过程,但协调这些过程进行的机制尚不清楚。软骨内成骨过程中生长板的干细胞依次经历静息期、增殖期、前肥大与肥大分化期、终末分化与凋亡期,是研究发育过程中细胞生长、增殖与分化偶联机制的理想模型。
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该研究团队发现,软发育过程中软骨细胞雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)活性发生有规律的动态变化。在软骨细胞中敲除TSC1,激活mTORC1通路能够促进软骨细胞生长增殖,抑制其肥大分化及终末分化,引起小鼠软骨发育不全。相反,雷帕霉素抑制mTORC1,并抑制软骨细胞生长增殖、促进其分化。同时,他们发现mTORC1下游激酶S6K1可以结合并磷酸化Hedgehog下游转录因子Gli2,并促进其入核转录激活其下游重要的软骨发育分子PTHrP,最终影响软骨细胞的肥大分化。
骨骼是维持体形,支撑体重和保护内部器官的重要组织,骨骼的正常发育对于胚胎和个体的发育至关重要。绝大多数长骨是通过软骨内成骨形成的。不正确的软骨内成骨过程会导致骨骼形成的异常,引起侏儒症、软骨发育不全或其他疾病的发生。该项研究证实了软骨发育中mTORC1活性的动态变化在协调软骨细胞生长、增殖与分化中的关键作用,为发育过程中细胞增殖与分化的偶联机制提供了新的观点,也为临床使用雷帕霉素影响儿童骨发育提供了机制解释。
此外,该课题组博士后徐颂发现淋巴细胞可通过调节RNAKL分泌,促进破骨细胞形成与骨吸收,研究结果最近发表在骨与矿物质研究权威期刊J Bone Miner Res(2016)上。这些研究受到国家自然科学基金重点项目和国家自然科学基金-广东省联合基金重点项目的资助。
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