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Runx2在骨形成中的作用及调控

李娜;代晓霞

【摘要】正常情况下,骨形成和骨吸收处于动态平衡.Runx2(runt-related

transcriptionfactor2)是骨发育过程中重要的转录因子,对成骨细胞的分化、软骨

细胞成熟、破骨细胞的分化及细胞外基质的分泌都有重要的调控作用.因此,研究

Runx2基因的表达调控、传导通路十分必要,对治疗骨代谢疾病具有重要意义.本文

将从Runx2的结构功能和表达调控对成骨细胞的影响进行阐述.

【期刊名称】《国外医学（医学地理分册）》

【年(卷),期】2018(039)004

【总页数】4页(P353-356)

【关键词】Runx2;成骨细胞;软骨细胞;表达调控

【作者】李娜;代晓霞

【作者单位】西安交通大学医学部公共卫生学院,陕西西安710061;西安交通大学

医学部公共卫生学院,陕西西安710061

【正文语种】中文

【中图分类】R589.9

骨形成是从骨髓间质干细胞(Bonemarrowmesenchymalcells，MSCs)向成骨细

胞和软骨细胞增殖分化以及细胞外基质的成熟和矿化的复杂生长发育过程，是在多

种分子的调节下完成，Runx2就是其中的一个关键调节因子，在特定细胞的特定

时期Runx2的表达水平有所不同。在一些细胞中以G2/M达到最大值，在成骨细

胞中，Runx2表达水平在G1期最高而在S期和M期最低，能调节成骨细胞G1

期的转换[1]。实验表明在前肥大软骨细胞和肥大软骨细胞中Runx2高度表达，能

诱导软骨细胞成熟包括软骨细胞肥大化和软骨内血管生成。Runx2能促进骨钙素

(OCN)、骨桥素(OPN)、骨涎蛋白(BSP)、Ⅰ型胶原蛋白、纤维蛋白的转录和表达

[2]。

1Runx的结构

Runx2是Runx转录因子家族的一份子，家族成员还包括Runx1和Runx3，能参

与调节许多细胞的基因表达[3]。Runx家族在N端都有一个由128个氨基酸组成

的高度保守的结构域,因最先在果蝇中发现故命名为runt结构域[4]。Runx家族成

员之间能共享90%的同源因素，runt模体通过识别PyGPyGGTPy共同序列与靶

基因结合,Runx家族编码的DNA结合α亚基，通过runt结构域与非DNA结合

的核心结合因子β(Corebindingfactorβ,CBFβ)形成异二聚体蛋白，β亚基既能稳

定α亚基不被泛素介导的蛋白酶降解又能增强其与DNA结合的亲和力[5-6]。因

历史研究中α亚基的功能不同，所以Runx家族有多种不同的命名，其中Runx2

又称AML3/CBFA1/PEBP2αA/PEA2aA等[2]。

人类Runx基因定位在染色体6p21上[7]，有8个外显子和两个启动子P1和P2，

由于两个启动子的转录机制不同以及交替剪接[8]，因此可以产生不同N端氨基酸

序列、不同长度的异构体，在Runx2蛋白中，Ⅰ型异构体N端为MRIPV，共有

507个氨基酸，Ⅱ型异构体N端为MASNSL，共有521个氨基酸，Ⅲ型异构体的

N端为MLHSPH，并且仅在骨组织和成骨细胞中表达[9-10]。P1和P2两种启动

子的表达可能有组织时间特异性。在骨祖细胞中，Ⅰ型和Ⅱ型异构体都可以呈现，

但随着分化过程P2活性逐渐增加[11]。Ⅰ型异构体在成骨细胞、软骨细胞中都有

表达，在成骨细胞早期增殖过程中起作用，而Ⅱ型异构体主要在成骨细胞中表达，

是成骨细胞成熟过程中的主要调节因子[12]。另外，Runx2蛋白结构还包括富含

谷氨酰胺/丙氨酸结构域(QA)、runt同源域(RHD)、核定位信号(NLS)、富含脯氨

酸/丝氨酸/苏氨酸结构域(PST)、转录激活区(AD1，2，3)、转录抑制域(RD)、核

基质靶向信号(NTMS)和VWRPY区域[9-10]。

2Runx2的功能

Runx2在许多组织中都有表达其功能也有所不同。在成骨细胞中，Runx2能促进

早期分化，晚期则为抑制。有实验证明敲除Runx2基因的小鼠因完全缺乏骨化未

形成肋骨而无法维持