在成骨细胞分化过程中调节Osterix转录因子表达和肿瘤坏死因子活性的同源异形盒蛋白Prx1的表达

肿瘤坏死因子(TNF－α)具有促使骨质疏松发生和抑制骨形成的作用，是骨节炎症中导致骨骼损伤的重要因子。成骨细胞(osteoblast，OB)来源于多能间充质细胞系，是骨形成的主要功能细胞，其按一定的路径分化为成熟骨细胞。Osterix(Osx，SP7)是一种OB分化所必需的转录因子。有实验证明如果机体缺乏该转录因子会导致骨骼软骨化。美国科学家的研究曾经报道过一种位于Osx启动子内的TNF抑制元件，这种抑制元件可以用于分离核蛋白，从而介导TNF－α发挥抑制OB分化的作用。用TNF－α处理前成骨细胞，然后将该细胞中的核提取物与TNF抑制元件共同培养进行蛋白pull－down实验，之后通过质谱分析法检测分析获得的胰蛋白酶片段。利用染色质免疫共沉淀法证实出8种结合转录因子的存在。PCR结果显示，同源异形盒蛋白(homeobox protein，Prx1)在原始基质细胞(即间充质干细胞，MSCs)、C3H10T1/2细胞和MC3T3前成骨细胞中表达。以前的研究已确认Prx1是一种在胚胎肢芽形成和骨骼塑型中起重要作用的蛋白。TNF－α可以促使Prx1表达过程中转录形成的mRNA数量增长14倍，同时它还加速Prx1在MC3T3细胞胞浆和胞核内积聚以及在体内骨膜内层细胞和小梁内层细胞内表达。Prx1瞬间表达抑制了Osx和RUNX2基因的转录，其同源异构体Prx1b即Prx2的表达降低了Osx和RUNX2 mRNA的形成，也抑制了成骨细胞的分化。在对Prx1特异的小干扰RNA(siRNA)作用下Prx1表达沉默，消除了TNF－α对Osx mRNA的抑制作用，从而加速Osx的基础表达。经电泳迁移率检测显示Prx1b是首选的与Osx启动子结合的蛋白。以上研究结果证实，Prx1是参与TNF－α抑制Osx表达和成骨祖细胞分化的固有介质。TNF－α激活Prx1，从而抑制关节炎、女性更年期和衰老等情况下骨的形成。