J Biol Chem:活性线粒体通过刺激β-连环蛋白乙酰化来促进成骨分化
2018-09-02 MedSci MedSci原创
骨髓基质(a.k.a.间充质干细胞)细胞(BMSCs)可分化为成骨细胞(OB),脂肪细胞或软骨细胞。当BMSC向OB分化时,它们上调线粒体氧化磷酸化(OxPhos)。在这里,我们研究了将线粒体OxPhos连接到OB分化的机制。首先,我们发现用OxPhos抑制剂治疗BMSC样C3H10T1/2细胞降低了其成骨潜力。有趣的是,ATP水平没有降低,因为糖酵解补偿了OxPhos的减少。因此,线粒体不仅通过
骨髓基质(a.k.a.间充质干细胞)细胞(BMSCs)可分化为成骨细胞(OB),脂肪细胞或软骨细胞。当BMSC向OB分化时,它们上调线粒体氧化磷酸化(OxPhos)。在这里,我们研究了将线粒体OxPhos连接到OB分化的机制。
首先,我们发现用OxPhos抑制剂治疗BMSC样C3H10T1/2细胞降低了其成骨潜力。有趣的是,ATP水平没有降低,因为糖酵解补偿了OxPhos的减少。因此,线粒体不仅通过提供ATP而且通过其他机制支持OB分化。为了揭示这些机制,我们通过用半乳糖取代培养基葡萄糖来刺激C3H10T1/2细胞中的OxPhos,并观察到即使在没有骨诱导剂的情况下,这种取代也增加了OxPhos和骨生成。
β-连环蛋白是成骨中重要的信号传导通路,对OxPhos刺激有反应。通过乙酰化维持β-连环蛋白活性,并且线粒体产生乙酰基供体乙酰-CoA,其在进入Krebs循环后转化为能够离开线粒体的柠檬酸盐。通过ATP柠檬酸裂解酶(ACLY)将胞质柠檬酸转化回乙酰-CoA。我们发现用SB204990(SB)抑制ACLY会逆转半乳糖诱导的β-连环蛋白活性和OB分化。这表明在强制OxPhos刺激后乙酰化涉及β-连环蛋白活化,并且使用免疫沉淀,我们确实检测到SB敏感的β-连环蛋白乙酰化。在骨诱导过程中β-连环蛋白乙酰化和活性均增加,与OxPhos活化同时发生。
综上所述,该研究结果表明活性线粒体通过促进β-连环蛋白乙酰化和活性来支持OB分化。
原始出处:
Shares BH, Busch M, et al., Active mitochondria support osteogenic differentiation by stimulating β-catenin acetylation. J Biol Chem. 2018 Aug 27. pii: jbc.RA118.004102. doi: 10.1074/jbc.RA118.004102.
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