A new model for spatio-temporal coupling of bone formation and bone resorption governed by osteoclasts
破骨细胞控制的骨形成和骨吸收时空耦合的新模型
基本信息
- 批准号:10249332
- 负责人:
- 金额:$ 33.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-09-01 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAge-Related Bone LossAlbers-Schonberg diseaseAnimalsApoptosisBMPR1A geneBiologyBone DiseasesBone Morphogenetic ProteinsBone ResorptionBone remodelingCell CommunicationCell DeathCell physiologyCellsCessation of lifeClinicalCodeCommunicationCouplingDataDiseaseDistalElderlyFailureFractureHomeostasisHumanIn VitroInterventionMediatingMetabolic Bone DiseasesModelingMolecularNanotubesOrganOsteoblastsOsteoclastsOsteogenesisOsteoporosisOsteoporosis preventionPathologicPatternPharmacotherapyPharmacy (field)PlayPopulationPreventiveProcessProductionProteinsPublic HealthRegimenReportingRiskRoleShapesSignal TransductionSignaling ProteinSiteSkeletal systemSystemTNFSF11 geneTherapeuticTissuesbonebone fragilitybone lossbone massbone morphogenetic protein receptorsbone qualitydruggable targetfracture riskimaging systemimprovedin vivoinnovationinsightmorphogensnanonew therapeutic targetnovelosteoblast differentiationpreventprogramsreceptorrecruitskeletalskeletal disorderspatiotemporaltranscriptome
项目摘要
ABSTRACT
Osteoporosis is a metabolic bone disorder characterized by progressive decline of bone mass and bone quality,
leading to bone fragility and an increased risk of fracture. Bone mass is tightly controlled by coupling of bone
resorption to bone formation, which is regulated by a cellular communication between bone-destroying cells,
osteoclasts (OCs), and bone-forming cells, osteoblasts (OBs). In this proposed study, we will demonstrate how
OCs regulate OC-to-OB communication by a newly emerged mechanism of cell-cell communication, namely
tunneling nanotube (TNT), and explore the potential preventive therapeutic solutions in skeletal diseases. We
previously reported that disruption of BMP signaling mediated by type 1A receptor (BMPR1A) in OCs
stimulates bone formation by promoting OB differentiation. Together with our preliminary data, we hypothesize
that BMP signaling in OCs regulate TNT formation to locally suppress functions of mature osteoblasts. We will
identify molecules transferred from OCs to OBs via TNT and mechanisms of how OCs recognize mature, but
not immature OBs to communicate. We will also establish a live imaging system in animals to demonstrate
alterations in formation and function of TNTs in conditions mimicking osteoporosis and impacts of drug
treatment such as PTH. Successful completion of the proposed study will pioneer a totally new treatment for
osteoporosis by suppression of TNT formation/function without affecting OC number but to increase bone
formation.
抽象的
骨质疏松症是一种代谢性骨病,其特征是骨量和骨质量进行性下降,
导致骨骼脆弱并增加骨折风险。骨量受到骨耦合的严格控制
吸收骨形成,这是由骨破坏细胞之间的细胞通讯调节的,
破骨细胞(OC)和骨形成细胞,成骨细胞(OB)。在这项拟议的研究中,我们将展示如何
OC 通过一种新出现的细胞间通讯机制来调节 OC 到 OB 的通讯,即
隧道纳米管(TNT),并探索骨骼疾病的潜在预防治疗解决方案。我们
之前报道过 OC 中 1A 型受体 (BMPR1A) 介导的 BMP 信号传导中断
通过促进 OB 分化来刺激骨形成。结合我们的初步数据,我们假设
OC 中的 BMP 信号传导可调节 TNT 形成,从而局部抑制成熟成骨细胞的功能。我们将
识别通过 TNT 从 OC 转移到 OB 的分子以及 OC 如何识别成熟的机制,但是
不成熟的OB无法沟通。我们还将建立一个动物活体成像系统来证明
在模拟骨质疏松症的情况下,TNT 的形成和功能发生变化以及药物的影响
治疗如PTH。拟议研究的成功完成将开创一种全新的治疗方法
通过抑制 TNT 形成/功能来治疗骨质疏松症,不影响 OC 数量,但会增加骨量
形成。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- 影响因子:0
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- 通讯作者:Park, Dongsu
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- 发表时间:2022-09
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- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
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- 发表时间:2022-09
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
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