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Lipocalin 2: A New Mechanoresponding Gene Regulating Bone Homeostasis.

Rucci, Nadia und Capulli, Mattia und Piperni, Sara Gemini und Cappariello, Alfredo und Lau, Patrick und Frings-Meuthen, Petra und Heer, Martina und Teti, Anna (2014) Lipocalin 2: A New Mechanoresponding Gene Regulating Bone Homeostasis. Journal of Bone and Mineral Research. Wiley. doi: 10.1002/jbmr.2341. ISSN 0884-0431.

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Kurzfassung

Mechanical loading represents a crucial factor in the regulation of skeletal homeostasis. Its reduction causes loss of bone mass, eventually leading to osteoporosis. In a previous global transcriptome analysis performed in mouse calvarial osteoblasts subjected to simulated microgravity, the most up-regulated gene compared to unit gravity condition was Lcn2, encoding the adipokine Lipocalin 2 (LCN2), whose function in bone metabolism is poorly known. To investigate the mechanoresponding properties of LCN2, we evaluated LCN2 levels in sera of healthy volunteers subjected to bed rest, and found a significant time-dependent increase of this adipokine compared to time 0. We then evaluated the in vivo LCN2 regulation in mice subjected to experimentally-induced mechanical unloading by i) tail suspension, ii) muscle paralysis by botulin toxin A (Botox) or iii) genetically-induced muscular dystrophy (MDX mice), and observed that Lcn2 expression was up-regulated in the long bones of all of them, while physical exercise counteracted this increase. Mechanistically, in primary osteoblasts transfected with LCN2-expression-vector (OBs-Lcn2) we observed that Runx2 and its downstream genes Osterix and Alp were transcriptionally down-regulated, and ALP activity was less prominent versus empty-vector transduced osteoblasts (OBs-empty). OBs-Lcn2 also exhibited an increase of the Rankl/Opg ratio and IL-6 mRNA, suggesting that LCN2 could link osteoblast poor differentiation to enhanced osteoclast stimulation. In fact, incubation of purified mouse bone marrow mononuclear cells with conditioned media from OBs-Lcn2 cultures, or their co-culture with OBs-Lcn2, improved osteoclastogenesis compared to OBs-empty, while treatment with LCN2 had no effect. In conclusion, our data indicate that LCN2 is a novel osteoblast mechanoresponding gene and that its regulation could be central to the pathological response of the bone tissue to low mechanical forces.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/90404/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Lipocalin 2: A New Mechanoresponding Gene Regulating Bone Homeostasis.
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rucci, NadiaDepartment of Biotechnological and Applied Clinical Sciences, University of L’Aquila, L’Aquila, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capulli, MattiaDepartment of Biotechnological and Applied Clinical Sciences, University of L’Aquila, L’Aquila, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Piperni, Sara GeminiDepartment of Biotechnological and Applied Clinical Sciences, University of L’Aquila, L’Aquila, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cappariello, AlfredoBambino Gesù Children Hospital, “Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico” (IRCCS), Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lau, PatrickRadiation Biology Department, German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Linder Hoehe, 51147 Cologne (Köln), GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frings-Meuthen, PetraGerman Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Space Physiology, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heer, MartinaInstitut für Ernährungswissenschaft, Universität Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Teti, AnnaDepartment of Biotechnological and Applied Clinical Sciences, University of L’Aquila, L’Aquila, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 August 2014
Erschienen in:Journal of Bone and Mineral Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/jbmr.2341
Verlag:Wiley
ISSN:0884-0431
Status:veröffentlicht
Stichwörter:LCN2; adipokine; mechanical forces; osteoblasts; osteoclasts; unloading
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Integrative Studien (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Weltraumphysiologie
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:27 Aug 2014 13:31
Letzte Änderung:06 Sep 2019 15:19

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