JMT日本医疗——阐明控制骨病成因的破骨细胞分化的部分机制②

点击量：1251   日期：2024-02-27 11:02    编辑：JMT日本医疗

Cpeb4 在细胞质和细胞核之间来回移动而不产生信号

 

研究小组首先通过聚丙烯酰胺电泳（SDS-PAGE）检测了RANKL处理的小鼠巨噬细胞样系RAW264.7中Cpeb4的磷酸化水平是否升高。结果表明，Cpeb4 在 RANKL 处理前已高度磷酸化，RANKL 处理 9 小时后仍保持不变，这表明 Cpeb4 定位的变化与磷酸化水平的变化无关。

 

转染到人胎儿肾脏衍生细胞系 HEK293T 中的 Cpeb4 也定位于核结构，RANKL 处理的 RAW264.7 细胞也是如此，这表明 HEK293T 细胞中的 Cpeb4 定位于核结构并不需要 RANKL 信号。本研究结果表明，RANKL 信号不是 Cpeb4 在 HEK293T 细胞中定位的必要条件。此外，在表达 Cpeb4 的 HEK293T 细胞中，当抑制蛋白质的核外转运时，Cpeb4 会在整个细胞核中积累。这些结果表明，Cpeb4 在细胞质和细胞核之间往复运动而不产生信号。

 

Cpeb4 与剪接因子 SRSF5/6 共定位并相互作用

 

接下来，研究人员确定了 Cpeb4 定位到核结构所需的区域；RNA 结合蛋白通常具有自然退化蛋白（IDRs），即没有特定结构的不稳定氨基酸序列，以及识别 RNA 的区域。RNA 结合蛋白，如参与转录和选择性剪接等整体 RNA 代谢的 Fused in sarcoma（FUS），具有介导液-液相分离的 IDR，已知可形成细胞膜液滴。

 

Cpeb4 的预测蛋白结构显示，虽然 Cped4 也有 IDR，但缺少这些 IDR 区域的 Cpeb4 与野生型 Cpeb4 的核定位相似。然而，缺少 RNA 结合区的 Cpeb4 并没有定位到核结构中。

 

这表明，Cpeb4 在核结构中的定位不是由于通过 Cpeb4 的 IDR 进行的蛋白质-蛋白质相互作用，而是由于 Cpeb4 与 RNA 之间的相互作用。此外，免疫荧光染色和免疫沉淀实验表明，Cpeb4与剪接因子SRSF5和SRSF6共定位并相互作用。

 

Cpeb4 通过核“液-液相分离”调控剪接

 

最后，研究人员进行了 RNA-seq 分析，以确定 Cpeb4 是否在破骨细胞分化过程中调控破骨细胞分化相关基因的剪接。结果显示，Cpeb4的缺失改变了Id2的剪接模式，而Id2是一种参与破骨细胞分化的转录调控因子。这些结果表明，Cpeb4 可能通过细胞核中的液-液相分离来调控剪接。

 

主要发现为了解骨病的病理生理学和开发治疗药物奠定了基础。

 

破骨细胞正被研究作为骨质疏松症等骨病的治疗靶点。本研究使用的是小鼠培养细胞，但也有报道称 CPEB4 基因多态性与人类骨矿物质密度之间存在相关性。因此，这项研究结果被认为是重要的发现，将为阐明骨质疏松症和类风湿性关节炎的病理以及开发新的治疗药物提供依据。

 

研究小组说：“破骨细胞的分化过程是极其动态的，我们长期以来一直关注这一过程背后的机制。 我们希望未来能为阐明骨病病理和开发新的治疗药物做出贡献。”

 

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