Tác động của yếu tố tăng trưởng biến hình β đến sự hình thành nốt xương và sự biểu hiện của protein hình thành xương 2, osteocalcin, osteopontin, phosphatase kiềm và mRNA collagen loại I trong các văn hóa lâu dài của nguyên bào xương sọ thai chuột

Oxford University Press (OUP) - Tập 9 Số 6 - Trang 855-863 - 1994
Stephen E. Harris1, Lynda F. Bonewald2, Marie A. Harris1, Massimo Sabatini3, Sarah L. Dallas1, Jian Q. Feng1, Nandini Ghosh‐Choudhury1, John M. Wozney4, Gregory R. Mundy1
1Department of Medicine, University of Texas Health Science Center at San Antonio, San Antonio, Texas
2Department of Veterans Affairs, Audie L. Murphy Veterans Administration Medical Center, San Antonio, Texas
3Institut de Recherches Servier, Suresnes, France
4Genetic Institute, Cambridge, Massachusetts

Tóm tắt

Tóm tắt Yếu tố tăng trưởng biến hình β (TGF-β) là một trong những yếu tố điều chỉnh tăng trưởng phong phú nhất được biết đến và tồn trữ trong ma trận xương. Khi xương bị tiêu resorb, TGF-β được giải phóng dưới dạng hoạt động và là một chất kích thích mạnh mẽ cho sự tăng trưởng của xương. Khi được tiêm vào mô dưới da trên bề mặt sọ của loài gặm nhấm, nó gây ra sự gia tăng nhanh chóng của lớp periosteal và tích tụ xương mới được hình thành. Trong báo cáo này, chúng tôi mô tả các tác động của TGF-β1 đến các vụ nuôi cấy phụ đầu tiên của nguyên bào xương chuột thai thu được từ xương sọ và được nuôi cấy từ trạng thái đầy đủ với axit ascorbic và β-glycerophosphate. Dưới các điều kiện này, các nút có đặc điểm của xương bình thường xuất hiện vào ngày thứ 8. Tương tự như những thí nghiệm được mô tả bởi Antosz và cộng sự, TGF-β thêm vào các văn hóa đầy đủ đã ức chế sự hình thành các nốt xương. Cả số lượng và tổng diện tích của các nốt đều được đo lường và cho thấy hoàn toàn bị ức chế bởi 2 ng/ml TGF-β1. TGF-β cũng làm giảm sự biểu hiện của các gen liên quan đến sự hình thành xương, bao gồm collagen loại I, phosphatase kiềm, osteopontin và osteocalcin. TGF-β cũng ức chế sự biểu hiện của mRNA cho protein hình thành xương 2 (BMP-2). Những kết quả này, cho thấy sự ức chế các dấu hiệu đại diện cho sự phân hóa của nguyên bào xương, gợi ý rằng tác động của TGF-β để kích thích sự hình thành xương in vivo có thể không phải là kết quả từ các tác động lên các nguyên bào xương hoá khoáng đã biệt hóa, mà, như các nghiên cứu trước đây đã gợi ý, có thể nhiều khả năng là do tác động lên các tiền chất nguyên bào xương. Những kết quả này cũng đề xuất rằng sự biểu hiện nội sinh của BMP-2 trong các tế bào sọ thai chuột là rất quan trọng cho sự phân hóa của tế bào xương.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Noda, 1989, In vivo stimulation of bone formation by transforming growth factor-beta, Endocrinology, 124, 2991, 10.1210/endo-124-6-2991

Marcelli, 1990, In vivo effects of human recombinant transforming growth factor-beta on bone turnover in normal mice, J Bone Miner Res, 5, 1087, 10.1002/jbmr.5650051013

MacKie, 1990, Stimulation of bone formation in vivo by transforming growth factor-beta—remodeling of woven bone and lack of inhibition by indomethacin, Bone, 11, 295, 10.1016/8756-3282(90)90083-B

Pfeilschifter, 1987, Effects of transforming growth factor beta on osteoblastic osteosarcoma cells, Endocrinology, 121, 212, 10.1210/endo-121-1-212

Noda, 1986, Type B transforming growth factor inhibits proliferation and expression of alkaline phosphatase in murine osteoblasts-like cells, Biochem Biophys Res Commun, 140, 56, 10.1016/0006-291X(86)91057-0

Mundy, 1993, Frontiers of Osteosarcoma Research, 449

Bonewald, 1991, Effects of combining transforming growth factor β and 1,25(OH)2D3 on differentiation of a human osteosarcoma (MG-63), J Biol Chem, 267, 8943, 10.1016/S0021-9258(19)50371-4

Centrella, 1987, Transforming growth factor beta is a bifunctional regulator of replication and collagen synthesis in osteoblast-enriched cell cultures from fetal rat bone, J Biol Chem, 262, 2869, 10.1016/S0021-9258(18)61587-X

Chen, 1991, Bone morphogenetic protein-2b stimulation of growth and osteogenic phenotypes in rat osteoblast-like cells: Comparison with TGF-β1, J Bone Miner Res, 6, 1387, 10.1002/jbmr.5650061216

Hock, 1990, Transforming growth factor beta stimulates bone matrix apposition and bone cell replication in cultured fetal rat calvariae, Endocrinology, 126, 421, 10.1210/endo-126-1-421

Hauschka, 1986, Growth factors in bone matrix, J Biol Chem, 261, 12665, 10.1016/S0021-9258(18)67143-1

Pfeilschifter, 1987, Modulation of transforming growth factor beta activity in bone cultures by osteotropic hormones, Proc Natl Acad Sci USA, 84, 2024, 10.1073/pnas.84.7.2024

Bellows, 1986, Mineralized bone nodules formed in vivo from enzymatically released rat calvaria cell populations, Calcif Tissue Int, 38, 143, 10.1007/BF02556874

Stein, 1990, Relationship of cell growth to the regulation of tissue-specific gene expression during osteoblast differentiation, FASEB J, 4, 3111, 10.1096/fasebj.4.13.2210157

Owen, 1991, Pleiotropic effects of vitamin-D on osteoblast gene expression are related to the proliferative and differentiated state of the bone cell phenotype—dependency upon basal levels of gene expression, duration of exposure, and bone matrix competency in normal rat osteoblast cultures, Endocrinology, 128, 1496, 10.1210/endo-128-3-1496

Aronow, 1990, Factors that promote progressive development of the osteoblast phenotype in cultured fetal rat calvaria cells, J Cell Physiol, 143, 213, 10.1002/jcp.1041430203

Bharagava, 1988, Ultrastructural analysis of bone nodules formed in vitro from isolated fetal rat calvarial cells, Bone, 9, 155, 10.1016/8756-3282(88)90005-1

Antosz, 1989, Effects of transforming growth factor β and epidermal growth factor on cell proliferation and the formation of bone nodules in isolated fetal rat calvaria cells, J Cell Physiol, 140, 386, 10.1002/jcp.1041400225

Harris, 1994, Expression of bone morphogenetic protein messenger RNA in prolonged cultures of fetal rat calvarial cells, J Bone Miner Res, 9, 389, 10.1002/jbmr.5650090314

Hall, 1990, Characterization of the hamster DDT1 cell aFGF/HBGF 1 gene and cDNA and its modulation by steroids, J Cell Biochem, 43, 17, 10.1002/jcb.240430103

Price, 1989, Gla-containing proteins of bone, Connect Tissue Res, 21, 51, 10.3109/03008208909049995

Terpening, 1991, The vitamin D-responsive element in the rat bone Gla protein gene in an imperfect direct repeat that cooperates with the cis-elements in 1,25-dihydroxyvitamin D3-mediated transcriptional activation, Mol Endocrinol, 5, 373, 10.1210/mend-5-3-373

Pfeilschifter, 1990, Chemotactic response of osteoblast-like cells to TGF-β, J Bone Miner Res, 5, 825, 10.1002/jbmr.5650050805

Ishida, 1993, Characterization of the 1,25(OH)2D3-induced inhibition of bone nodule formation in long term cultures of fetal rat calvarial cells, Endocrinology, 132, 61, 10.1210/endo.132.1.8419147

Moses, 1990, TGFβ stimulation and inhibition of cell proliferation: New mechanistic insights, Cell, 63, 245, 10.1016/0092-8674(90)90155-8

Laiho, 1990, Growth inhibition by TGFβ linked to suppression of retinoblastoma protein phosphorylation, Cell, 62, 175, 10.1016/0092-8674(90)90251-9

Beck, 1991, TGF-β1 induces bone closure of skull defects, J Bone Miner Res, 6, 1257, 10.1002/jbmr.5650061117

Joyce, 1990, Transforming growth factor-β and the initiation of chondrogenesis and osteogenesis in the rat femur, J Cell Biol, 110, 2195, 10.1083/jcb.110.6.2195

Yamaguchi, 1991, Recombinant human bone morphogenetic protein-2 stimulates osteoblastic maturation and inhibits myogenic differentiation in vitro, J Cell Biol, 133, 681, 10.1083/jcb.113.3.681

Wozney, 1988, Novel regulators of bone formation: Molecular clones and activities, Science, 242, 1528, 10.1126/science.3201241

Wang, 1988, Purification and characterization of other distinct bone-inducing factors, Proc Natl Acad Sci USA, 85, 9484, 10.1073/pnas.85.24.9484

Celeste, 1990, Identification of transforming growth factor β family members present in bone-inductive protein purified from bovine bone, Proc Natl Acad Sci USA, 87, 9843, 10.1073/pnas.87.24.9843

Harris, 1992, Expression of bone morphogenetic protein (BMPs) during differentiation of fetal rat calvarial cells osteoblasts in vitro, J Bone Miner Res, 7

Thông tin
Thông tin xuất bản

Oxford University Press (OUP)

Tập 9 Số 6

855-863

Thông tin tác giả