Notch信号通路调控软骨内成骨的研究现状(2)
同样，利用JAG1过表达的质粒使hMSC的Notch通路持续激活，则细胞会维持在聚合体状态，不再继续分化为成熟的圆形肥大细胞[2]。有趣的是，在小鼠神经嵴细胞成软骨诱导初始即刻添加Delta-Fc，软骨结节更丰富，24h后再添加相同剂量Delta-Fc，成软骨情况不会改善[13]。两种相反的实验结果表明了Notch通路作用时间及细胞所处分化阶段的重要性。最新的研究对Notch表达时期的重要性进行了探索，Rachel等利用人间充质干细胞3D聚体培养进行成软骨向诱导，发现Notch通路配体Jag-1及目标基因Hey-1的表达从诱导开始便急剧上升，并在第2天到达最高值，之后迅速下降，在表达下降后，才开始出现软骨分化标志物Col-II的上升。利用DAPT早期阻断Notch通路可有效降低软骨形成，同时若诱导后期Jag-1过表达持续激活Notch通路，则软骨的形成受到抑制。Notch通路的早期激活开启了干细胞的软骨向分化，但在分化后期持续表达却能抑制进一步分化进行，从而维持前体细胞状态[16]。目前，对Notch通路调节细胞凋亡作用的研究主要集中在肿瘤发生发展领域，Notch通路能够抑制肿瘤细胞的凋亡，现已成为肿瘤治疗的新靶点[17]。而 Notch通路对ATDC5凋亡影响的初步研究表明其对凋亡没有明显影响[8]。
综上所述，体内外实验研究表明，Notch能够促进细胞的增殖，启动早期分化，维持前体细胞的干性，抑制细胞的进一步分化成熟，与软骨内成骨过程密切相关。
4 Notch通路与其他通路的相互作用
作为一条高度保守的重要通路，Notch通路调节各个系统的生长发育，只依靠自身有限的受体配体作用，不足以解释其控制发育过程的复杂性，因此通路之间的相互调节共同作用也是十分重要的。在软骨发育中，主要的调节通路包括Sox9、BMP、FGF等可能与Notch通路有交互作用。有研究表明，Jag1通过激活Notch通路抑制Sox9的表达，另一方面，Notch也直接抑制Sox9的目的基因，两条途径共同作用抑制hMSC的软骨向分化[16]。另外，研究发现FGF2能促进小鼠MSC成软骨向分化，阻断Notch通路后，其促进成软骨向分化能力减弱，表现为Col-II表达减少，而利用SU5402阻断FGF通路后，Del-Fc激活Notch通路可部分解除对Col-II的表达抑制，这说明FGF2的部分功能可以通过Notch通路行使[13]。再者，DAPT处理细胞抑制Notch通路后，BMP4表达未受影响，但相应的下游蛋白Id1表达却有了相当的升高，这可能是由于BMP4位于Notch上游并通过其抑制成软骨向分化过程[14]。很多证据表明Notch在影响软骨分化的过程中与其他通路有着密切的联系和相互作用，这是一个复杂而精细的调控网络，具体的机制还有待进一步探讨。
5 结论
软骨内成骨过程中，Notch通路作用的细胞及分子生物学机制是非常复杂的，不同时期配体的调控、与其他通路的相互作用等在Notch行使功能时扮演了重要角色。越来越多的研究表明，Notch通路在控制干细胞的增殖和软骨向分化、维持细胞的干细胞活性、保持基质的平衡方面起了重要的作用，而其中的具体机制仍有待探索。深入研究Notch通路对软骨内成骨的影响有利于人们进一步理解生命发展过程，为各种先天性骨、软骨发育不全等骨畸形的预防性诊断及治疗开辟途径。
[参考文献]
[1]Wuelling M，Vortkamp A.Chondrocyte proliferation and differentiation[J].Endocr Dev，2011， 21：1-11.
[2]Oldershaw RA，Hardingham TE.Notch signaling during chondrogenesis of human bone marrow stem cells[J].Bone，2010，46(2)：286-293.
[3]Shifley ET，Cole SE.The vertebrate segmentation clock and its role in skeletal birth defects[J].Birth Defects Res C Embryo Today，2007，81(2)：121-33.
[4]Guruharsha KG，Kankel MW，Artavanis-Tsakonas S.The Notch signalling system： recent insights into the complexity of a conserved pathway[J].Nat Rev Genet，2012，13(9)：654-666.
[5]Ranganathan P，Weaver KL，Capobianco AJ.Notch signalling in solid tumours： a little bit of everything but not all the time[J].Nat Rev Cancer，2011，11(5)：338-351.
[6]Artavanis-Tsakonas S，Rand MD，Lake RJ.Notch signaling： cell fate control and signal integration in development[J].Science，1999，284(5415)：770-776.
[7]Bray SJ.Notch signalling： a simple pathway becomes complex[J].Nat Rev Mol Cell Biol， 2006，7(9)：678-689.
[8]Watanabe N.Suppression of differentiation and proliferation of early chondrogenic cells by Notch[J].J Bone Miner Metab，2003，21(6)：344-352. (傅润卿 杨秩 房兵)
综上所述，体内外实验研究表明，Notch能够促进细胞的增殖，启动早期分化，维持前体细胞的干性，抑制细胞的进一步分化成熟，与软骨内成骨过程密切相关。
4 Notch通路与其他通路的相互作用
作为一条高度保守的重要通路，Notch通路调节各个系统的生长发育，只依靠自身有限的受体配体作用，不足以解释其控制发育过程的复杂性，因此通路之间的相互调节共同作用也是十分重要的。在软骨发育中，主要的调节通路包括Sox9、BMP、FGF等可能与Notch通路有交互作用。有研究表明，Jag1通过激活Notch通路抑制Sox9的表达，另一方面，Notch也直接抑制Sox9的目的基因，两条途径共同作用抑制hMSC的软骨向分化[16]。另外，研究发现FGF2能促进小鼠MSC成软骨向分化，阻断Notch通路后，其促进成软骨向分化能力减弱，表现为Col-II表达减少，而利用SU5402阻断FGF通路后，Del-Fc激活Notch通路可部分解除对Col-II的表达抑制，这说明FGF2的部分功能可以通过Notch通路行使[13]。再者，DAPT处理细胞抑制Notch通路后，BMP4表达未受影响，但相应的下游蛋白Id1表达却有了相当的升高，这可能是由于BMP4位于Notch上游并通过其抑制成软骨向分化过程[14]。很多证据表明Notch在影响软骨分化的过程中与其他通路有着密切的联系和相互作用，这是一个复杂而精细的调控网络，具体的机制还有待进一步探讨。
5 结论
软骨内成骨过程中，Notch通路作用的细胞及分子生物学机制是非常复杂的，不同时期配体的调控、与其他通路的相互作用等在Notch行使功能时扮演了重要角色。越来越多的研究表明，Notch通路在控制干细胞的增殖和软骨向分化、维持细胞的干细胞活性、保持基质的平衡方面起了重要的作用，而其中的具体机制仍有待探索。深入研究Notch通路对软骨内成骨的影响有利于人们进一步理解生命发展过程，为各种先天性骨、软骨发育不全等骨畸形的预防性诊断及治疗开辟途径。
[参考文献]
[1]Wuelling M，Vortkamp A.Chondrocyte proliferation and differentiation[J].Endocr Dev，2011， 21：1-11.
[2]Oldershaw RA，Hardingham TE.Notch signaling during chondrogenesis of human bone marrow stem cells[J].Bone，2010，46(2)：286-293.
[3]Shifley ET，Cole SE.The vertebrate segmentation clock and its role in skeletal birth defects[J].Birth Defects Res C Embryo Today，2007，81(2)：121-33.
[4]Guruharsha KG，Kankel MW，Artavanis-Tsakonas S.The Notch signalling system： recent insights into the complexity of a conserved pathway[J].Nat Rev Genet，2012，13(9)：654-666.
[5]Ranganathan P，Weaver KL，Capobianco AJ.Notch signalling in solid tumours： a little bit of everything but not all the time[J].Nat Rev Cancer，2011，11(5)：338-351.
[6]Artavanis-Tsakonas S，Rand MD，Lake RJ.Notch signaling： cell fate control and signal integration in development[J].Science，1999，284(5415)：770-776.
[7]Bray SJ.Notch signalling： a simple pathway becomes complex[J].Nat Rev Mol Cell Biol， 2006，7(9)：678-689.
[8]Watanabe N.Suppression of differentiation and proliferation of early chondrogenic cells by Notch[J].J Bone Miner Metab，2003，21(6)：344-352. (傅润卿 杨秩 房兵)