Molecular Regulatory Mechanism of Calvaria Bone Development and Homeostasis

颅盖骨发育与稳态的分子调控机制

基本信息

  • 批准号:
    10133045
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Human linkage studies have shown that genetic mutations related to cholesterol metabolism and high maternal cholesterol diets result in craniofacial bone deformities, suggesting that cholesterol metabolic aberrations may be a widely conserved mechanism in craniofacial developmental defects. However, it is still largely unknown how altered cholesterol metabolism causes craniofacial bone abnormalities. Therefore, the objective of this application is to define how cholesterol metabolic aberrations, through disruption of either the Dhcr7 gene (which encodes an enzyme involved in the last step of cholesterol synthesis and is the causative gene for Smith-Lemli-Opitz syndrome) or the Insig1 and Insig2 genes (which provide instructions for endoplasmic reticulum proteins that regulate lipid biosynthesis), cause osteoblast (OB) differentiation abnormalities, and to test the functional significance of downstream target molecules during craniofacial bone formation. The long- term goal of this project is to gain insight into the mechanisms of craniofacial bone formation and provide new medications and diagnostic tools for bone diseases. We will test our working hypothesis by using mouse genetics and cellular biology approaches. In our preliminary studies, we found that: 1) impaired cholesterol synthesis resulted in accelerated bone formation; 2) excess cholesterol synthesis resulted in decreased bone formation; 3) the formation of primary cilia, which play a crucial in sensing cell signals, was altered in OBs from Dhcr7 knockout (KO) and neural crest specific Insig1/2 conditional knockout (cKO) mice; 4) WNT signaling was altered in Dhcr7 KO and Insig1/2 cKO mice; and 5) normalization of cholesterol metabolic aberrations restored craniofacial bone defects in Dhcr7 KO and Insig1/2 cKO mice. Our hypothesis that proper cholesterol metabolism is crucial for normal craniofacial bone formation will be tested in the following specific aims: 1) to determine the role of cholesterol metabolism in craniofacial bone development; and 2) to determine the role of cholesterol metabolism in primary cilium formation in bone. This study will unravel a new mechanism of bone development and homeostasis and will lead to innovative methods of diagnosis, treatment, and prevention of skull deformities.
人类链接研究表明,与胆固醇代谢和高母体有关的遗传突变 胆固醇饮食会导致颅骨畸形,表明胆固醇代谢畸变可能 成为颅面发育缺陷中广泛保守的机制。但是,它仍然很少知道 胆固醇代谢改变如何引起颅面骨异常。因此,这个目的 应用是通过破坏DHCR7基因来定义胆固醇的代谢畸变 (它编码涉及胆固醇合成最后一步的酶,并且是一种致病基因 Smith-lemli-opitz综合征)或Insig1和Insig2基因(为内质提供指令 调节脂质生物合成的网状蛋白),导致成骨细胞(OB)分化异常,而至 在颅面骨形成过程中测试下游靶分子的功能意义。长期 该项目的术语目标是深入了解颅面骨形成的机制并提供新的 骨病的药物和诊断工具。我们将使用鼠标测试我们的工作假设 遗传学和细胞生物学方法。在我们的初步研究中,我们发现:1)胆固醇受损 合成导致骨形成加速。 2)多余的胆固醇合成导致骨骼减少 形成; 3)在感应细胞信号中起着至关重要的主要纤毛的形成,在obs中改变了 DHCR7敲除(KO)和神经Crest特定的Insig1/2条件敲除(CKO)小鼠; 4)Wnt信号是 在DHCR7 KO和INIG1/2 CKO小鼠中改变; 5)恢复胆固醇代谢像差的标准化 DHCR7 KO和INIG1/2 CKO小鼠中的颅面骨缺损。我们的假设是适当的胆固醇 代谢对于正常的颅面骨形成至关重要 确定胆固醇代谢在颅骨发育中的作用; 2)确定 骨中原发性纤毛形成的胆固醇代谢。这项研究将揭示骨骼的新机制 发展和稳态,将导致诊断,治疗和预防的创新方法 头骨畸形。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The role of acetyltransferases for the temporal-specific accessibility of β-catenin to the myogenic gene locus.
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-32888-z
  • 发表时间:
    2018-10-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Suzuki A;Minamide R;Iwata J
  • 通讯作者:
    Iwata J
Molecular Regulatory Mechanism of Exocytosis in the Salivary Glands.
Amino acid metabolism and autophagy in skeletal development and homeostasis.
  • DOI:
    10.1016/j.bone.2021.115881
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Suzuki A;Iwata J
  • 通讯作者:
    Iwata J
MicroRNA-124-3p Plays a Crucial Role in Cleft Palate Induced by Retinoic Acid.
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