成骨细胞负责骨形成，其功能失调会导致骨质疏松症等骨代谢疾病。最新数据显示自噬途径参与调控成骨细胞的分化与活性，但这种调控机制尚未研究清楚。Hedgehog（Hh）信号转导通路参与调节成骨细胞分化，影响骨形成，同时也是调控自噬的重要途径，但其介导的自噬在成骨细胞中调控作用未见报道。斑马鱼骨结构、骨细胞和分子信号与人类高度相似,高通量、快速、灵敏及方法学上的优势使其成为优秀的骨模型动物。因此本课题拟利用斑马鱼为模式动物，改变自噬水平和Hh信号水平，研究自噬途径对成骨细胞功能的影响和Hh信号对自噬途径的调节作用机制，并调查Hh信号和自噬基因间的交互作用。进一步研究Hh信号调低后，自噬水平对成骨细胞活性和分化的挽救作用，探索自噬途径、Hh信号和成骨细胞发育三者之间的相关性。希望能为发现治疗成骨细胞功能相关的骨质疏松症等骨代谢疾病的分子靶标提供新思路。

Osteoblast is responsible for bone formation,the disorder of osteoblast induces osteoporosis and other bone metabolic diseases. The recent data have showed autophagy pathway plays an important role in osteoblast differentiation and activity. Hedgehog signalling pathway is required for osteoblast differentiation and development, and plays a crucial role in regulating both bone formation and autophagy, but Hh signalling mediated autophagy regulation in osteoblast has not yet been reported. So far, as an excellent bone model animal, zebrafish (Danio rerio ) shows high-throughput,rapidly,sensitively and high similarity with humans in terms of bone architecture, bone cells, matrix proteins, molecular signaling.So we will choose zebrafish as a model animal, to elucidate the role of autophagy pathway in osteoblast and the regulation of Hh signalling on autophagy,and investigate the interaction between Hh signaling and autophagy related genes. Furthermore,we will explore the regulation role of Hh-mediated autophagy in osteoblast and seek the cross talks among autophagy,Hh signalling and osteoblast development. We hope this study could help to find new molecular targets to treat osteoporosis and other bone diseases which resulted from osteoblast dysfunction.

成骨发育受损可能导致骨质疏松等骨代谢疾病，因此深入研究成骨形成，分化和矿化的分子机制是十分必要的。近年来，文献报道Hh信号和自噬是调控成骨发育的两种重要的信号通路，但是不少研究结论是矛盾的。在本文中，利用斑马鱼为模式生物，采用qPCR，western-blotting，转录组测序，茜素红染色等方法，我们旨在在体内系统揭示Hh信号和自噬之间的关系，以及二者在成骨发育过程中的调控角色。结果提示，Hh信号负调控自噬流，包括调控自噬相关蛋白ATG5, LC3BⅡ和 P62，然而通过注射atg5吗啉代序列下调ATG5蛋白，Hh信号不受影响。而ATG5蛋白功能受损能明显上调成骨marker基因bmp2, sp7 和 col10a1的mRNA和蛋白水平，且成骨矿化水平升高，尤其是在den区矿化水平明显高于对照组。而自噬诱导剂雷帕霉素抑制成骨基因和成骨矿化，这些结果提示自噬可能负调控成骨形成，分化和矿化。相反地，Hh信号正调控成骨发育，具体地说，Hh信号抑制剂cyA抑制成骨marker基因bmp2, sp7 和 col10a1的转录水平和翻译水平，尤其可以消减cb5部位成骨的矿化，通过SHH和Gli2吗啉代抑制Hh信号同样导致成骨发育缺陷，而通过抑制Hh信号负调控因子Ptch1调高Hh信号通路，有利于成骨的形成，分化和矿化。通过RAPA提高自噬水平同时抑制Hh信号加剧成骨矿化部位的减弱。这些发现有助于揭示成骨形成，分化和矿化的分子机制，帮助理解骨代谢疾病相关机制，同时我们的发现为探索自噬和Hh信号相关性提供基础数据。