NFATc1-ERK5通路介导FSS促进成骨细胞增殖和BMP7表达

摘要

目的 Extracellular signal-regulated kinase（ERK）5作为调控成骨细胞增殖的重要细胞因子，但对其上游下游影响因子的研究目前还比较匮乏。本论文以ERK5入手，发现并研究其上游因子 NFATc1 (Nuclear factor of activated T-cells c1) 和ERK5之间的关系，同时探讨通过何种信号通路的作用达到促进成骨细胞增殖和功能发挥。 方法 对成骨细胞MC3T3-E1细胞进行培养，给予流体剪切力（FSS，12dyn/cm2）、XMD8-92（5μM，特异性ERK5抑制剂）、CsA（NFATc1抑制剂）或EGF（20ng/ml）刺激，用western blot检测NFATc1、ERK5、p-ERK5、E2F2、cyclin E1、BMP7蛋白水平变化，用免疫荧光技术检测ERK5、p-ERK5以及NFATc1亚细胞定位，用MTT检测成骨细胞活性，用PCR array检测相关蛋白在不同干预条件下mRNA表达水平。 结果 对成骨细胞加载12dyn/cm2流体剪切力后，成骨细胞中ERK5被磷酸化，形成p-ERK5的活化状态，同时NFATc1表达量显著提升，通过分别给予XMD8-92以及 CsA 后，发现 CsA 能抑制 NFATc1 表达的同时抑制 ERK5 磷酸化，但XMD8-92仅能抑制ERK5磷酸化，而无法抑制NFATc1表达。另外，CsA能够抑制 NFATc1 核转位，同时也能使 p-ERK5 核转位显著降低，但 XMD8-92 对NFATc1无影响，显然NFATc1通过磷酸化ERK5，使p-ERK5发生核转位。同时通过对增殖相关因子检测，发现在流体剪切力正性调控NFATc1和ERK5时，E2F2和cyclin E1表达量能被显著提升，而且CsA和XMD8-92均能抑制这一作用以及成骨细胞活性。此外，用CsA和XMD8-92抑制NFATc1和ERK5活化后，BMP7表达量有显著降低。 结论 NFATc1介导流体剪切力对ERK5的活化，NFATc1是ERK5的上游因子，同时NFATc1能磷酸化ERK5促使p-ERK5入核发挥功能。NFATc1-ERK5信号通路通过E2F2和cyclin E1促进成骨细胞增殖。并且NFATc1-ERK5信号通路介导FSS促进BMP7表达。

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