MEPE基因的敲除促进了颅骨缺陷的修复，并激活了cAMP/PKA信号通路

《Biochemical Genetics》：Knockdown of MEPE Promotes Cranial Defect Repair and Activates the cAMP/PKA Signaling Pathway

　　MEPE通过缓解氧化应激、抑制炎症、促进骨形成及激活cAMP/PKA信号通路，有效促进大鼠颅骨缺损修复，为骨再生治疗提供新靶点。

　　

摘要

颅骨缺损修复在当前的外科实践中仍然是一个临床挑战。基质细胞外磷酸糖蛋白（MEPE）在矿化过程中起作用，但其在颅骨修复中的具体机制，尤其是在氧化应激方面的作用仍不清楚。通过差异表达基因筛选（p < 0.05，|log2Foldchange| ≥ 3）和加权基因共表达网络分析，从颅骨缺损数据集GSE20980中鉴定出关键基因和通路。在体内实验中，建立了一种大鼠的临界大小颅骨缺损（CSD）模型，并通过慢病毒siRNA载体下调MEPE的表达。术后8周，使用微计算机断层扫描（骨体积/总体积[BV/TV]和骨小梁数量[Tb.N]）以及组织学（苏木精-伊红染色和抗酒石酸酸性磷酸酶染色）来评估骨修复情况。通过酶联免疫吸附测定法评估炎症细胞因子和氧化应激指标的水平。筛选了与MEPE相关的通路，并通过Western blot检测了蛋白质的表达水平。生物信息学分析表明MEPE是骨缺损中的关键上调基因。在体内实验中，CSD大鼠的MEPE表达显著升高。MEPE下调增强了骨修复（增加了BV/TV和Tb.N），促进了骨形成和血管生成。此外，MEPE下调还减少了炎症（降低了肿瘤坏死因子α、白细胞介素6和白细胞介素-1β的水平），降低了活性氧水平，增加了抗氧化剂（过氧化氢酶、谷胱甘肽和超氧化物歧化酶的水平），并上调了成骨相关标记物（runt相关转录因子2、骨钙素和碱性磷酸酶）。对交集基因的生物信息学分析表明，环腺苷单磷酸（cAMP）/蛋白激酶A（PKA）通路是MEPE的下游通路。从机制上讲，MEPE下调逆转了CSD引起的cAMP和PKA蛋白表达的抑制。MEPE下调通过减轻氧化应激、减少炎症、促进骨生成和激活cAMP/PKA信号通路来促进颅骨修复，这为骨再生提供了一个潜在的治疗靶点。