寻求有效的提高成骨细胞活性的干预措施是当前骨骼生物学研究的热点。对内质网应激介导的非折叠蛋白反应尤其是PERK-eIF2α-ATF4-Chop信号体系的平衡调控是成骨细胞稳态维持的关键。细胞存在独特的反馈调控体系以抑制PERK信号的持续激活从而规避细胞死亡。但成骨细胞中此反馈调控体系的具体分子机制尚未明确。课题组前期发现JWA是骨骼稳态维持的关键分子。JWA作为新的PERK相互作用蛋白，其缺失引起PERK信号的持续激活并导致成骨细胞凋亡，提示JWA是新的PERK反馈调节蛋白。本项目在此基础上，进一步采用JWA基因剔除小鼠、可诱导性转基因鼠及丰富的骨骼分子细胞生物学研究手段从PERK复合物形成这一角度对JWA反馈调控PERK活性的具体机制进行深入探讨。本项目研究成果将进一步揭示内质网应激反馈调控机制在成骨细胞稳态维持中的作用，并为相关以提高成骨细胞活性为目标的干预提供靶标及理论依据。

Current bone biology research focus on findings for effective intervention to enhance osteoblast activity. The tightly control for unfolded protein response especially the PERK-eIF2α-ATF4-Chop signaling that excited by ER stress is meaningful for the maintenance of osteoblast homeostasis. To avoid apoptosis, the consistent activation of PERK signaling must be controlled by unique feedback circuit, however, the detailed mechanisms underlie are still not clarified in osteoblast. Our previous study found that JWA was one key modulator for the osteoblast activity and skeletal dynamic balance. The deficiency of JWA led to consistent PERK activation and induced osteoblast apoptosis. Moreover, JWA bound with PERK which indicated that JWA was a novel feedback regulator of PERK. On the basis of these findings, with the JWA deficiency mice and inducible JWA transgenic mice and comprehensive research methods of bone cellular and molecular biology, current project will further study the detailed mechanisms for the feedback control of JWA on PERK activity with emphasis on its role on PERK complex formation. The findings will reveal the role of feedback circuit of ER stress on the maintenance of osteoblast homeostasis and provide us the theoretical basis and an credible intervention target for enhancing osteoblast activity.

内质网应激信号体系是成骨细胞稳态调控的关键。成骨细胞中JWA蛋白定位于内质网，JWA基因剔除小鼠出现以骨形成减少、骨吸收增加为特征的骨质疏松表型。在分子水平上，JWA是新的内质网应激相关蛋白，它的缺失导致持续的以PERK信号激活为代表的内质网应激状态并诱发Chop依赖的细胞凋亡，但其中的具体机制尚未阐明。本项目在此基础上，以体外的成骨细胞系为载体，结合分子生物学、蛋白质谱等实验技术，对JWA缺失导致持续的PERK信号传递的相关机制进行了深入探讨。结果发现：（1）BMP-2、PTH等骨代谢因素可引起成骨细胞的内质网应激反应，而JWA基因缺失可进一步增强BMP-2和PTH作用下PERK的磷酸化水平；（2）JWA与PERK存在蛋白-蛋白相互作用，但降低成骨细胞内JWA表达并不影响PERK与其已知相互作用蛋白的蛋白-蛋白相互作用；（3）通过免疫沉淀及质谱分析技术发现了一系列新的受JWA调控的潜在的PERK相互作用蛋白，其中包括mechanistic target of rapamycin (serine/threonine kinase)，Eph receptor B4等在骨骼代谢调控中其重要作用的蛋白；（4）在PTH作用下，PERK信号和mTORC2-Akt信号间存在反馈调控作用。此研究结果为进一步阐明JWA参与调控成骨细胞稳态调控的分子机制提供了实验依据和新的线索；而且本项目发现的PTH作用下PERK信号体系与mTORC2-Akt信号间的反馈调控作用有利于进一步揭示PTH促骨形成作用的相关分子机制，也为将来开发新的促骨形成药物或临床干预手段提供新的理论依据。在此课题基础上后续获得国家自然科学基金面上项目1项。