跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

点政府

政府意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息,确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https(https)://确保您连接到官方网站,并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2013年4月;229(5):755-64.
doi:10.1002/path.4159。

HIF介导通路的差异调节增加缺氧破骨细胞的线粒体代谢和ATP生成

附属公司
免费PMC文章

HIF介导通路的差异调节增加缺氧破骨细胞的线粒体代谢和ATP生成

卡尔·J·莫顿等。 病理学杂志. 2013年4月.
免费PMC文章

摘要

不适当的破骨细胞活性会导致类风湿关节炎的病理性骨丢失。我们研究了破骨细胞如何在与这种风湿性疾病相关的缺氧微环境中为骨吸收的能量密集过程生成足够的ATP。我们发现,在从CD14(+)单核细胞分化的人破骨细胞中,缺氧(24小时,2%O2):(a)增加ATP的产生和线粒体电子传输链活性(Alamar蓝,O2消耗);(b) 增加糖酵解通量(葡萄糖消耗、乳酸生成);(c)增加谷氨酰胺的消耗。我们证明,葡萄糖而不是谷氨酰胺是缺氧增加ATP生成和缺氧中细胞存活所必需的。使用靶向低氧诱导转录因子HIF(HIF-1α,HIF-2α)特定亚型的siRNA,我们表明,使用HIF-1β介导的代谢转换为无氧呼吸的特定成分可以使破骨细胞在缺氧时迅速增加ATP的生成,同时损害长期生存。我们认为,这种非典型的HIF驱动的代谢途径是一种适应性机制,可以在短期内实现快速骨吸收,同时确保在没有再氧的情况下缩短骨吸收过程。

PubMed免责声明

数字

图1
图1
缺氧增强线粒体代谢活性。(A) 在常氧(白条)或缺氧(2%O)条件下培养24小时后,测定原代人破骨细胞(OC)、单核细胞(MON)和成骨细胞(OB)中的细胞内ATP含量2,灰色条);(右轴)缺氧24小时后腔隙吸收的相对量(黑条)。结果根据细胞数量进行标准化,并相对于正常氧水平的ATP/再吸收进行表达。(B) 在常氧(24小时,白条)或缺氧(2%O)条件下培养后的相对阿拉玛蓝荧光2,4小时或24小时,灰色条)。结果根据细胞数量进行标准化,并相对于正常荧光进行表达。(C) 破骨细胞暴露于常氧(N)或缺氧(2%O)24小时后的Western blot2,H)。(D) 评估为O指示的寿命荧光值2常氧(白条)和缺氧(2%O)时的消耗率2,灰色条)条件。破骨细胞在含有葡萄糖(gluc)的培养基或缺乏葡萄糖但补充有1m的培养基中培养丙酮酸(pyr),含或不含鱼藤酮(10μM)*第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.
图2
图2
HIF对线粒体代谢活性的影响。(A) 在常氧(24小时,白条)或缺氧(2%O)条件下培养后的相对阿拉玛蓝荧光2,24小时,灰条),用靶向HIF-1的siRNA治疗后α(HIF-1)、HIF-2α(HIF-2)或干扰siRNA控制(scr)。结果根据细胞数量进行标准化,并相对于低氧控制荧光进行表达。(B) mRNA缺氧表达与β-肌动蛋白信使核糖核酸(ACTB公司)对照组,相对于正常表达水平。(C) 暴露于常氧(N)或缺氧(2%O)24小时后破骨细胞的蛋白质印迹2,H)*第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.
图3
图3
葡萄糖摄取和糖酵解。(A) mRNA缺氧表达与β-肌动蛋白信使核糖核酸(ACTB公司)对照组,相对于正常表达水平。(B) 在常氧(白条)或缺氧(2%O)条件下培养24小时后,PGK-1 HRE荧光素酶激活2用靶向HIF-1的siRNA治疗后24小时,灰条)α(HIF-1)、HIF-2α(HIF-2)或干扰siRNA控制(scr)。结果标准化为雷尼利亚转染控制和表达相对于低氧干扰控制。(C) 葡萄糖消耗、乳酸分泌和葡萄糖消耗:暴露于常氧(白条)或缺氧(2%O)24小时后的乳酸分泌率2,灰色条)。结果根据细胞数进行标准化,并相对于正常对照组进行表达。(D) 破骨细胞在常氧(白条)或缺氧(2%O)条件下培养24小时后的葡萄糖消耗2用靶向HIF-1的siRNA治疗后24小时,灰条)α(HIF-1)、HIF-2α(HIF-2)或干扰siRNA控制(scr)。结果根据细胞数量进行标准化,并相对于缺氧控制进行表达*第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.
图4
图4
PDH活性。(A) 暴露于常氧(白条)或缺氧(2%O)24小时后的PDH活性2,灰色条)。结果被归一化为蛋白质浓度,并表示为相对于正常毒性活动。(B) 破骨细胞暴露于常氧(N)或缺氧(2%O)24小时后的Western blot2,H);n个=2.(C)破骨细胞暴露于化合物C(10μM,CmpC)或二甲双胍(1 M)24 h后的蛋白质印迹,Met)。(D) 暴露于常氧(白条)或缺氧(2%O)24小时后的PDH活性2,灰色条)和化合物C(10μM)或二甲双胍(1 M). 结果根据蛋白质浓度进行标准化,并与低氧活动相关*第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.
图5
图5
替代基质。(A) 暴露于常氧(N,白条)、缺氧(2%O)24小时后的定量油红O染色2,H,浅灰色)或100μM油酸(深灰色条)。(插图)典型破骨细胞制剂的油红O染色(箭头表示大的多核破骨细胞)。(B) 暴露于常氧(白条)或缺氧(2%O)24小时后谷氨酰胺摄取2,灰色条)。结果根据细胞数量进行标准化,并表示为相对于常氧摄入。(C) 在常氧(白条)或缺氧(2%O)条件下培养24小时后谷氨酰胺摄取2用靶向HIF-1的siRNA治疗后24小时,灰条)α(HIF-1)、HIF-2α(HIF-2)或干扰siRNA控制(scr)。结果根据细胞数量进行标准化,并相对于缺氧控制进行表达。(D) 在常氧(白条)或缺氧(2%O)条件下培养24小时后测定细胞内ATP和破骨细胞数量2,灰色条),添加或不添加(w/o)葡萄糖或谷氨酰胺。ATP结果根据细胞数量进行标准化,并相对于ATP的低氧水平进行表达*第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.
图6
图6
破骨细胞存活率。(A) 暴露于常氧(白条)或缺氧(2%O)24小时或72小时后破骨细胞、单核细胞和成骨细胞的相对数量2,灰色条)。(B) 破骨细胞暴露于常氧(N)或缺氧(2%O)24小时后的Western blot2,H)。(C) 靶向HIF-1的siRNA治疗后暴露于常氧(白条)或缺氧(灰条)24小时或48小时后破骨细胞的相对数量α(HIF-1)、HIF-2α(HIF-2)或扰乱siRNA对照(scr)。(D) 用化合物C(10μM)或二甲双胍(1 M)处理). *第页<0.05; **第页<0.01; ***第页<0.001.

类似文章

引用人

  • 破解破骨细胞分化和成熟的复杂性:深入了解破坏性骨疾病的新治疗策略。
    Takegahara N、Kim H、Choi Y。 Takegahara N等人。 2024年2月《实验分子医学》;56(2):264-272. doi:10.1038/s12276-024-01157-7。Epub 2024年2月1日。 2024年《实验分子医学》。 PMID:38297158 免费PMC文章。 审查。
  • 环境行为、人类健康影响和重金属(loid)的污染控制朝向全生命周期过程。
    邓H,涂Y,王H,王Z,李Y,柴L,张伟,林Z。 邓H等。 生态环境健康。2022年11月29日;1(4):229-243. doi:10.1016/j.eehl.2022.11.003。eCollection 2022年12月。 生态环境健康。2022 PMID:38077254 免费PMC文章。 审查。
  • 破骨细胞能量代谢的新见解。
    Ledesma-Colunga MG、Passin V、Lademann F、Hofbauer LC、Rauner M。 Ledesma-Colunga MG等人。 Curr Osteoporos Rep.2023年12月;21(6):660-669. doi:10.1007/s11914-023-00825-3。Epub 2023年10月10日。 Curr Osteoporos Rep.2023年。 PMID:37816910 免费PMC文章。 审查。
  • 铝是导致血脂异常的可能原因。
    Gaur A、Nayak P、Ghosh S、Sengupta T、Sakthivadivel V。 Gaur A等人。 《印度占领环境医学杂志》,2023年4月-6月;27(2):112-119. doi:10.4103/ijoem.ijoem349_21。Epub 2023 7月3日。 《印度占领环境医学杂志》,2023年。 PMID:37600652 免费PMC文章。 审查。
  • 骨转移疾病中的氨基酸代谢。
    爱德华兹DN。 Edwards DN公司。 Curr Osteoporos Rep.2023年8月;21(4):344-353. doi:10.1007/s11914-023-00797-4。Epub 2023年6月6日。 Curr Osteoporos Rep.2023年。 PMID:37277592 审查。

工具书类

    1. Gough AK,Lilley J,Eyre S等。早期类风湿性关节炎患者的一般性骨丢失。柳叶刀。1994;344::23–27.-公共医学
    1. Francis MJ、Lees RL、Trujillo E等。破骨细胞和成骨细胞中的ATP酶泵。国际生物化学与细胞生物学杂志。2002;34::459–476.-公共医学
    1. Vaananen HK、Karhukorpi EK、Sundquist K等。破骨细胞皱褶边缘存在液泡型H+-ATPase质子泵的证据。细胞生物学杂志。1990;111:1305–1311.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Teitelbaum SL,Ross FP。破骨细胞发育和功能的基因调控。Nat Rev基因。2003;4::638–649.-公共医学
    1. Treuhaft PS.DJ MC。各种关节疾病中的滑液pH、乳酸、氧和二氧化碳分压。大黄性关节炎。1971;14::475–484.-公共医学

出版物类型

MeSH术语