细胞骨架-FAK-ERK5-CylinD1信号通路介导的流体剪切力促进成骨细胞增殖和分化研究

应力环境在骨成熟过程中发挥重要作用，但是其确切机制尚不十分清楚。以往的研究已证实细胞骨架在应力信号感受和维持应力信号下传过程中发挥重要作用，但是对于细胞骨架-粘着斑激酶（FAK）-丝裂原激酶蛋白激酶5（ERK5） -细胞周期素D1（CylinD1）信号通路是否参与成骨细胞的细胞骨架和增殖周期敏感基因或者蛋白质，来调控成骨细胞的增殖和分化，还不清楚，并且ERK5分子在应力信号传导中的作用以及其与细胞骨架和细胞增殖周期的关系仍然不甚明确。本研究拟通过分子生物学实验方法和免疫组化实验方法观察，对成骨细胞加载流体剪切力后是否能显著活化ERK5分子，阻断该分子功能，是否能够影响成骨细胞的细胞骨架和增殖分化。该研究将阐明流体剪切力下ERK5和其上游分子FAK的活化在细胞骨架重组和细胞增殖发挥重要作用。该结果将为骨科临床治疗、促进骨折愈合提供理论依据、思路和研究方法，具有重要的意义。

应力环境在骨成熟过程中发挥重要作用，但是其确切机制尚不十分清楚。以往的研究已证实细胞骨架在应力信号感受和维持应力信号下传过程中发挥重要作用。但是，对于细胞骨架-丝裂原激酶蛋白激酶（ERK）5信号通路是否参与成骨细胞的增殖和分化的调控作用仍然不甚明确。本研究发现，流体剪切力通过细胞骨架活化ERK5，进一步可以有效的促进成骨细胞增殖和分化。抑制ERK5的活性后，成骨细胞增殖和分化均被明显的抑制。同时，成骨细胞增殖相关信号蛋白，如细胞周期蛋白(Cyclin)D1、转录激活因子(AP)-1，分化相关下游信号蛋白，核心结合因子（Runx）2等的表达均被显著抑制。证明，ERK5对分别通过AP-1-Cyclin D1信号通路对成骨细胞增殖及Runx2-ALP/OPN/OCN信号通路对成骨细胞增殖和分化进行调控。本研究最终阐明ERK5在流体剪切力促进成骨细胞增殖分化过程中发挥重要作用，丰富应力成骨理论。寻找骨质疏松、骨折不愈合等成骨减少性疾病潜在的治疗靶分子，以及临床正确指导患者合理运动提供理论依据。