JIP3调控破骨细胞分化和骨吸收功能的分子机制研究

Several kinds of bone metabolism diseases are associated with excessive osteoclast formation or abnormal resorption function. For the accurate diagnosis and treatment, it is quite meaningful to realize osteoclast physiological and biochemical procedures. Our previous research represented that JNK-interacting protein 3 was specifically over-expressed in the progress of osteoclast differentiation, implying possible participation of JIP3 in regulating this progress, while the exact mechanisms were still unknown. We hypothesized that as key signaling protein, JIP3 directly regulate osteoclast differentiation, bone resorption function, and then changing bone metabolism environment. JIP3 gene knockout mice was established in previous work, and bone phenotype of transgenic mice will be analyzed, and the technique of osteoclast culture , as well as bioinformatics analysis will be employed in this research, with the aim to revealing the effects and mechanisms, and providing theoretical and experimental basis in treating bone metabolism diseases induced by osteoclast targeting to JIP3.

破骨细胞过度活化或其骨吸收功能的异常与多种骨代谢性疾病的发生密切相关，深入理解破骨细胞的生理、生化过程对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。我们在前期研究中发现，JNK结合蛋白3(JIP3)在破骨细胞的分化过程中出现特异性的高表达，这表明JIP3可能参与了对破骨细胞的调控，但其作用机制尚不明确。我们提出如下猜想：JIP3作为关键的信号蛋白直接调控破骨细胞的分化和骨吸收功能，从而影响骨代谢微环境。为了明确JIP3的调控作用和机制，我们拟围绕前期构建的JIP3基因敲除小鼠，通过小鼠骨骼表型分析，体外破骨细胞培养，生物信息学分析等技术系统阐述JIP3直接或间接调控破骨细胞分化和骨吸收功能的分子机制，同时也为以JIP3作为靶点治疗破骨细胞异常引起的骨代谢性疾病提供理论基础和实验依据。

破骨细胞过度活化或其骨吸收功能的异常与多种骨代谢性疾病的发生密切相关，深入理解破骨细胞的生理、生化过程对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。我们研究中发现，JNK结合蛋白3(JIP3)在破骨细胞的分化过程中出现特异性的高表达，这表明JIP3可能参与了对破骨细胞的调控，但其作用机制尚不明确。为了明确JIP3的调控作用和机制，我们通过构建的JIP3基因敲除小鼠和RAW274.7(JIP3-KO)，发现JIP3蛋白随着破骨诱导分化，蛋白表达水平呈上升趋势.同时我们利用RAW264.7(JIP3-KO)的细胞系和JIP3-KO的原代细胞证明，抑制JIP3蛋白功能，可以有效抑制破骨细胞分化关键蛋白（C-FOS，NFATC1,CTSK）的蛋白水平和RNA水平，通过免疫荧光和WB，我们发现其主要机制是抑制JNK蛋白磷酸化，生信分析提示JIP3蛋白和JNK蛋白互作可能性大，因此我们利用CO-IP实验表明，在破骨细胞中，JNK蛋白和JIP3存在结合。在此基础上，我们通过JIP3-KO小鼠在体内水平证明JIP3功能抑制可以有效抑制破骨细胞分化。本课题通过原代细胞和细胞系，在体内外多水平验证JIP3可以有效抑制破骨细胞分化，为以JIP3作为靶点治疗破骨细胞异常引起的骨代谢性疾病提供理论基础和实验依据。