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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