周期素G2介导经典Wnt信号通路调控绝经后骨质疏松发生发展的分子机制研究

周期素G2是近年发现的非传统周期蛋白，前期通过酵母双杂交技术发现周期素G2的结合蛋白，进一步研究提示周期素G2参与经典Wnt信号通路的调控，在此基础上本项目通过检测周期素G2过表达和表达沉默对经典Wnt信号通路关键因子β-catenin及下游靶基因c-myc和CCND1的表达以及转录因子TCF/LEF1的转录活性影响，明确周期素G2对经典Wnt信号通路的调控作用，并进一步确定周期素G2调控经典Wnt信号通路的作用靶点和调控的分子机制；根据前期研究发现去卵巢模拟绝经后骨质疏松模型小鼠的股骨中周期素G2表达上调，在本项目中进一步证实周期素G2通过经典Wnt信号通路对细胞成骨分化和成骨细胞增殖的调控作用；构建成骨细胞特异性周期素G2基因剔除小鼠，在动物体内验证：雌激素-周期素G2-经典Wnt信号通路，调控绝经后骨质疏松的作用机制，为预防和治疗绝经后骨质疏松提供新的思路和靶点。

周期素G2是一种非经典的细胞周期蛋白，具有抑制细胞增殖和细胞周期进程的功能，本课题组前期研究发现周期素G2结合蛋白以及周期素G2在绝经后骨质疏松模型小鼠股骨中表达升高，本项目在此基础上深入研究了周期素G2对经典Wnt信号通路的调控作用及其作用靶点与分子机制，证实了周期素G2介导经典Wnt信号通路调节细胞成骨分化参与绝经后骨质疏松症的发生发展，进一步构建了周期素G2基因敲除小鼠，在体内对上述效应和机制进行了验证。具体实验结果如下：通过检测经典Wnt信号通路中重要级联信号分子，明确了周期素G2在多种细胞系中均对经典Wnt信号通路具有负性调控作用；进一步通过信号通路激活剂和降解途径抑制剂证实周期素G2能够抑制GSK-3β的活性，上调β-catenin磷酸化水平促进其通过泛素化途径降解；通过RNA干扰实验，证实Dpr1蛋白是周期素G2调控经典Wnt信号通路的作用靶点；通过检测细胞成骨分化maker基因表达、碱性磷酸酶活性和钙盐形成能力等方法并结合信号通路激活剂的应用，证实了周期素G2通过与Dpr1结合介导经典Wnt信号通路对细胞成骨分化能力的调节作用；在周期素G2基因敲除小鼠体内验证了“雌激素-周期素G2-经典Wnt信号通路”途径参与调控绝经后骨质疏松症的发生发展作用。本项目揭示了周期素G2调控经典Wnt通路的作用及其分子机制，发现了周期素G2抑制成骨分化的新生物学功能，并在小鼠模型体内验证了“雌激素-周期素G2-经典Wnt信号通路”调控绝经后骨质疏松的作用机制，为预防和治疗绝经后骨质疏松症提供了新的靶点和思路。