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南方医解析mTOR信号在骨形成中的作用

雷帕霉素的作用靶点mTOR可与细胞内和细胞外信号结合,调节细胞生长和代谢。然而,mTOR信号在成骨细胞分化和骨形成中的作用,还是不确定的,其潜在的机制也尚未阐明。

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八月四日,来自南方医科大学和中山大学的研究人员在国际著名学术期刊《PLOS genetics》发表一项研究成果,题为“mTORC1 Prevents Preosteoblast Differentiation through the Notch Signaling Pathway”。在这项研究中,研究人员揭示了mTOR复合物1(mTORC1)在成骨细胞形成中的作用。mTORC1可刺激前成骨细胞的增殖,但是通过激活Notch通路阻止它们的分化和抑制骨形成。


这项研究报道称,mTOR复合物1(mTORC1)的激活,是前成骨细胞增殖所必需的;然而,mTORC1的失活对于其分化和成熟,是至关重要的。抑制mTORC1可阻止前成骨细胞的增殖,但是可在体外及小鼠中增强它们的分化。通过删除小鼠前成骨细胞中的结节状硬化1(Tsc1)而激活mTORC1,由于过度增殖而损害细胞的分化和成熟,可产生未成熟的编织骨。


mTORC1特异性抑制剂——雷帕霉素,可恢复这些体外和体内表型的变化。具体来说,mTORC1可通过STAT3/P63/Jagged/Notch通路的激活以及Runx2的下调,阻止成骨细胞的成熟。具有极度活跃的mTORC1的成骨前体细胞,当受到Notch通路的抑制时,会重新获得完全分化和成熟的能力。


总而言之,这些研究结果确定了mTORC1在成骨细胞形成中的作用,并确定,mTORC1可通过Notch信号通路的激活,而抑制前成骨细胞的分化和成熟。


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