甲状旁腺激素相关蛋白的核定位序列及其C端结构能够调控骺板生长软骨中软骨细胞的发育

《Connective Tissue Research》：The nuclear localization sequence and C-terminus of parathyroid hormone-related protein regulate chondrocyte development in epiphyseal growth cartilage

本研究通过体内外实验探讨PTHrP（67-139）片段在成软骨细胞中的作用，发现其缺失导致小鼠生长板软骨发育迟缓、增殖及基质合成障碍，并伴随IGF-1信号受损及基质降解增强，证实该片段对维持成软骨细胞未分化状态至关重要。

　　

摘要

目的

甲状旁腺激素相关蛋白（PTHrP）通过调控骺板生长软骨来影响骨骼发育。在小鼠中，PTHrP包含三个功能域：N端、核定位序列（NLS）和C端。PTHrP（67-139）区域同时包含NLS和C端。我们研究小组之前培育出了缺乏该区域的C57BL/6小鼠（Pthrp Δ/Δ），这些小鼠出生后的生长受到抑制，体型较矮。本研究旨在体外和离体条件下探讨PTHrP（67-139）在软骨细胞中的功能作用。

材料与方法

使用组织学、免疫荧光和qPCR技术分析了1-2天大的Pthrp Δ/Δ小鼠的骺板生长软骨。同时培养了来自Pthrp Δ/Δ小鼠和转染了PTHrP的软骨细胞，以评估其增殖和基因表达情况。

结果

Pthrp Δ/Δ小鼠的骺板软骨高度显著降低，其中静止区、增殖区和肥大区的长度均有所减少。这与肥大相关基因（Ihh, Col10a1）的mRNA表达增加有关。此外，Pthrp Δ/Δ小鼠的骺板软骨中Adamts5和Mmp13的表达也升高，表明细胞外基质降解增强。Pthrp Δ/Δ小鼠的原代软骨细胞以及短暂转染了PTHrP缺失片段（ΔNLS+CTERM）的软骨细胞表现出增殖和基质生成能力下降。缺乏PTHrP（67-139）的软骨细胞中Col2a1和Acan的表达降低，同时IGF-1/IGF-1R的表达也减少，这提示IGF-1信号通路受到干扰。

结论

PTHrP（67-139）区域的缺失会导致骺板软骨细胞的增殖能力减弱、基质生成减少以及细胞外基质降解增加。这些结果表明，PTHrP（67-139）对于维持软骨细胞的未成熟状态至关重要，其缺失会促使骺板软骨细胞过早分化。