在成骨細(xì)胞分化過程中調(diào)節(jié)Osterix轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)和腫瘤壞死因子活性的同源異形盒蛋白Prx1的表達(dá)

腫瘤壞死因子(TNF－α)具有促使骨質(zhì)疏松發(fā)生和抑制骨形成的作用，是骨節(jié)炎癥中導(dǎo)致骨骼損傷的重要因子。成骨細(xì)胞(osteoblast，OB)來源于多能間充質(zhì)細(xì)胞系，是骨形成的主要功能細(xì)胞，其按一定的路徑分化為成熟骨細(xì)胞。Osterix(Osx，SP7)是一種OB分化所必需的轉(zhuǎn)錄因子。有實(shí)驗證明如果機(jī)體缺乏該轉(zhuǎn)錄因子會導(dǎo)致骨骼軟骨化。美國科學(xué)家的研究曾經(jīng)報道過一種位于Osx啟動子內(nèi)的TNF抑制元件，這種抑制元件可以用于分離核蛋白，從而介導(dǎo)TNF－α發(fā)揮抑制OB分化的作用。用TNF－α處理前成骨細(xì)胞，然后將該細(xì)胞中的核提取物與TNF抑制元件共同培養(yǎng)進(jìn)行蛋白pull－down實(shí)驗，之后通過質(zhì)譜分析法檢測分析獲得的胰蛋白酶片段。利用染色質(zhì)免疫共沉淀法證實(shí)出8種結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子的存在。PCR結(jié)果顯示，同源異形盒蛋白(homeobox protein，Prx1)在原始基質(zhì)細(xì)胞(即間充質(zhì)干細(xì)胞，MSCs)、C3H10T1/2細(xì)胞和MC3T3前成骨細(xì)胞中表達(dá)。以前的研究已確認(rèn)Prx1是一種在胚胎肢芽形成和骨骼塑型中起重要作用的蛋白。TNF－α可以促使Prx1表達(dá)過程中轉(zhuǎn)錄形成的mRNA數(shù)量增長14倍，同時它還加速Prx1在MC3T3細(xì)胞胞漿和胞核內(nèi)積聚以及在體內(nèi)骨膜內(nèi)層細(xì)胞和小梁內(nèi)層細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。Prx1瞬間表達(dá)抑制了Osx和RUNX2基因的轉(zhuǎn)錄，其同源異構(gòu)體Prx1b即Prx2的表達(dá)降低了Osx和RUNX2 mRNA的形成，也抑制了成骨細(xì)胞的分化。在對Prx1特異的小干擾RNA(siRNA)作用下Prx1表達(dá)沉默，消除了TNF－α對Osx mRNA的抑制作用，從而加速Osx的基礎(chǔ)表達(dá)。經(jīng)電泳遷移率檢測顯示Prx1b是首選的與Osx啟動子結(jié)合的蛋白。以上研究結(jié)果證實(shí)，Prx1是參與TNF－α抑制Osx表達(dá)和成骨祖細(xì)胞分化的固有介質(zhì)。TNF－α激活Prx1，從而抑制關(guān)節(jié)炎、女性更年期和衰老等情況下骨的形成。