Transcriptional regulation of osteogenesis using siRNA and its application to bone formation

siRNA对成骨的转录调控及其在骨形成中的应用

基本信息

  • 批准号:
    17300153
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Bone morphogenetic proteins (BMPs) transduce signals through the activation of Smads. Activated Smads translocate into the nucleus, where they associate with a diverse group of transcriptional regulatory proteins and control gene expression. The basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factors are also known as key molecules interacting with Smads. Herein we showed that overexpression of Twist-1, a negative regulator of mesenchymal differentiation, suppressed BMP-induced osteoblast differentiation. Then, we constructed Twist-1 specific short interfering RNA (siRNA) to downregulate Twist-1. Inhibition of endogenous Twist-1 by the siRNA enhanced the activity of BMP signaling. Twist-1 interacted directly with Smads after receptor activation-and inhibited transcriptional activity mediated by Smads. For maximal inhibition of BMP signaling, Twist-1 required heterodimerization with E47, resulting in a greatly extended half-life for Twist-1. Furthermore, the inhibitory effect of Twist-1 on … More BMP signaling was overcome by Idl through the induction of Twist-1 degradation. These findings suggest that Twist-1 can act as an inhibitor of BMP signaling through interaction with Smads, and Idl can regulate BMP signaling through a positive feedback loop repressing Twist-1 function. These two molecules may therefore regulate differentiation of mesenchymal cells into progeny such as osteoblasts by controlling BMP/Smad signaling. To analyze the mechanism of the inhibition of BMP signaling by Twist-1, co-immunoprecipitation study was conducted. Co-immunoprecipitation assay revealed that Twist-1 formed a complex with Smad4 and histone deacetylase (HDAC) 1 in MC3T3-E1 cells stably expressing Twist-1. With trichostatin, an HDAC inhibitor, osteogenic factors such as alkaline phosphatase, Runx2 and osteopontin increased. Those results suggested that Twist-1 inhibited BMP signaling by recruiting HDAC1 to Smad4. Gel-shift assay showed that Twist-1 had no effect on the binding of Smads to the target DNA sequence. Less
骨形态发生蛋白 (BMP) 通过激活 Smad 转定位到细胞核中,与多种转录调节蛋白结合并控制基因表达。也称为与 Smads 相互作用的关键分子。在此,我们发现间充质分化的负调节因子 Twist-1 的过度表达可抑制 BMP 诱导的成骨细胞分化。然后,我们构建了 Twist-1 特异性短干扰 RNA (siRNA) 来下调 Twist-1。siRNA 对内源性 Twist-1 的抑制增强了 Twist-1 在受体激活后直接与 Smads 相互作用的活性,并抑制了转录。为了最大限度地抑制 BMP 信号传导,Twist-1 需要与 E47 形成异二聚体,从而大大延长了 BMP 信号的半衰期。 Twist-1。此外,Idl 通过诱导 Twist-1 降解克服了 Twist-1 对 BMP 信号传导的抑制作用。这些发现表明,Twist-1 可以通过与 Smads 相互作用作为 BMP 信号传导的抑制剂。和 Idl 可以通过抑制 Twist-1 功能的正反馈回路来调节 BMP 信号传导,因此这两种分子可能通过控制来调节间充质细胞分化为后代,例如成骨细胞。 BMP/Smad 信号传导 为了分析 Twist-1 抑制 BMP 信号传导的机制,进行了免疫共沉淀研究,结果显示 Twist-1 与 MC3T3 中的 Smad4 和组蛋白脱乙酰酶 (HDAC) 1 形成复合物。 -E1细胞稳定表达Twist-1,含有HDAC抑制剂曲古抑菌素、碱性磷酸酶等成骨因子,这些结果表明,Twist-1 通过将 HDAC1 招募到 Smad4 来抑制 BMP 信号传导,表明 Twist-1 对 Smad 与靶 DNA 序列的结合没有影响。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
E2F decoy oligodeoxynucleotide ameliorates cartilageinvasion by infiltrating synovium derived rheumatoid arthritis.
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tomita;T.;et al.;Kaneda;Y.;Yoshikawa;H.
  • 通讯作者:
    H.
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    Hayashi;M. et al.;Yasufumi Kaneda
  • 通讯作者:
    Yasufumi Kaneda
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  • DOI:
    10.1111/j.1365-2443.2006.01012.x
  • 发表时间:
    2006-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Nimura, Keisuke;Ishida, Chisaki;Kaneda, Yasufumi
  • 通讯作者:
    Kaneda, Yasufumi
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Clévio Nóbrega;Liliana S. Mendonça;Carlos A. Matos
  • 通讯作者:
    Clévio Nóbrega;Liliana S. Mendonça;Carlos A. Matos
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  • DOI:
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  • 作者:
    Hidetoshi Mima;Ryuji Tomoshige;Toshihide Kanamori;Y. Tabata;Seiji Yamamoto;S. Ito;K. Tamai;Y. Kaneda
  • 通讯作者:
    Hidetoshi Mima;Ryuji Tomoshige;Toshihide Kanamori;Y. Tabata;Seiji Yamamoto;S. Ito;K. Tamai;Y. Kaneda
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