TIMP Loss Activates Metalloproteinase-TNFα-DKK1 Axis To Compromise Wnt Signaling and Bone Mass
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Deregulated proteolysis invariably underlies most human diseases including bone pathologies. Metalloproteinases constitute the largest of the five protease families, and the metzincin metalloproteinases are inhibited by the four tissue inhibitors of metalloproteinase called TIMPs. We hypothesized that Timp genes are essential for skeletal homeostasis. We bred individual Timp knockout mice to generate unique mouse models, the quadruple Timp null strain (QT) as well as mice harboring only a single Timp3 allele (QT3+/–). QT mice are grossly smaller and exhibit a dramatic reduction of trabeculae in long bones by μCT imaging with a corresponding increase in metalloproteinase activity. At the cellular level, Timp deficiency compromised differentiation markers, matrix deposition and mineralization in neonatal osteoblasts from calvariae, as well as the fibroblastic colony-forming unit (CFU-F) capacity of bone marrow–derived stromal cells. In contrast, we observed that osteoclasts were overactive in the Timp null state, consistent with the noted excessive bone resorption of QT bones. Immunohistochemistry (IHC) and immunofluorescence (IF) analyses of bone sections revealed higher Cathepsin K and RANKL signals upon Timp loss. Seeking the molecular mechanism, we identified abnormal TNFα bioactivity to be a central event in Timp-deficient mice. Specifically, TNFα triggered induction of the Wnt signaling inhibitor Dkk1 in the osteoblasts at the mRNA and protein levels, with a simultaneous increase in RANKL. Neutralizing TNFα antibody was capable of rescuing the induction of Dkk1 as well as RANKL. Therefore, the generation of novel Timp-deficient systems allowed us to uncover the essential and collective function of TIMP proteins in mammalian long-bone homeostasis. Moreover, our study discovers a functional TIMP/metalloproteinase-TNFα-Dkk1/RANKL nexus for optimal control of the bone microenvironment, which dictates coexistence of the osteoblast and osteoclast lineages. © 2018 American Society for Bone and Mineral Research.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».