Oncostatina M controla a diferenciação de osteoblastos através do eixo OSMR-Shc1-STAT3: um novo caminho para a formação óssea - Coletto-Nunes, Gláucia [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
Processos inflamatórios próximos ao tecido ósseo levam, clinicamente, à reabsorção desse tecido. Porém, a noção corrente de que a inflamação inibe a formação de osso vem sendo questionada por estudos que comprovam o papel de citocinas pró-inflamatórias também na formação óssea. Dentre essas, as citocinas da família gp130, são potenciais candidatas a exercerem esse papel anabólico. Essas citocinas sinalizam através da dimerização de receptores com a subunidade gp130 e caracteristicamente podem ativar as vias Janus Kinase/Transdutores de Sinal e Ativadores de Transcrição (JAK/STAT), frequentemente ativando STAT3. Entre os membros dessa família, Oncostatina M (OSM) e Fator Inibidor de Leucemia (LIF) são estruturalmente e funcionalmente semelhantes. Entretanto, a Oncostatina M se destaca entre os membros por ser reconhecida atualmente como uma potente indutora da formação óssea in vivo e in vitro. Além disso, o protagonismo de OSM também pode ser evidenciado pelo fato de seu receptor específico (OSMR) recrutar uma proteína adaptadora, conhecida como Proteína 1 de Transformação que Contém Domínio 2 de Homologia de Src (Shc1), durante a sinalização. Para elucidar melhor o papel, tanto dessa proteína como de STAT3 sobre a formação óssea induzida por OSM, osteoblastos de calvária murinos foram cultivados e tratados com OSM de camundongo (mOSM) ou LIF de camundongo (mLIF) e submetidos a análises de expressão gênica, formação de nódulos de mineralização e atividade de fosfatase alcalina (ALPase). Nossos dados demonstram que mOSM, diferentemente de mLIF induz a diferenciação dessas células, a formação de nódulos de mineralização e atividade de ALPase. As análises de Western blot e expressão de mRNA de Shc1, determinaram que mOSM além de aumentar os níveis de expressão gênica de Shc1, também induz a fosforilação da proteína pShc, diferentemente de mLIF. Para determinar a via de sinalização induzida por mOSM, foram silenciados receptores envolvidos no início da sinalização (gp130/IL6st, OSMR e LIFR), SHC1 e STAT3. As células silenciadas foram submetidas a análise de atividade de ALPase, vermelho de alizarina e RT-qPCR para Alpl. Nossos dados demonstraram que gp130, OSMR, Shc1 e Stat3 são essenciais para a formação óssea induzida por OSM, já que o silenciamento dessas proteínas inibiram o aumento dos marcadores associados a formação óssea induzida por mOSM. Desta forma, demonstramos que além de Shc1 ser crucial nesse processo, o eixo OSMR-Shc1-Stat3 é caminho pelo qual OSM parece induzir a formação óssea em osteoblastos in vitro.

Inflammatory processes close to bone tissue, clinically, can provide tissue resorption. However, the common view that inflammation inhibits bone formation has been questioned by studies that prove the role of pro-inflammatory cytokines also in bone formation. Among these, the gp130 family, composed of cytokines that share a gp130 receptor subunit for intracellular signaling, are potential candidates to play this anabolic role. These cytokines signal through receptor dimerization with the gp130 subunit and can characteristically activate JAK/STAT pathways, often activating STAT3. Among the members of this family, Oncostatin M (OSM) and Leukemia Inhibitory Factor (LIF) are structurally and functionally similar. However, Oncostatin M stands out among the remaining members because it is currently recognized as a potent inducer of bone formation in vivo and in vitro. Furthermore, OSM's protagonism can also be evidenced by the fact that its specific receptor (OSMR) recruits an adapter protein, known as Shc1, during signaling. To better elucidate the role of both this protein and STAT3 on OSMinduced bone formation, murine calvaria osteoblasts were first cultured and treated with mOSM or mLIF and later submitted to gene expression, mineralization nodule formation and activity of ALPase analysis. Proved that, unlike LIF, mOSM induces the differentiation of these cells, the formation of mineralization nodules and ALPase activity, a Western blot was performed and with the analysis of the expression of Sch1 mRNA, determined that mOSM in addition to increasing the Shc1 gene expression levels also induce pShc protein phosphorylation, unlike mLIF. Thus, the cells were silenced for the target genes of interest, starting by receptors involved in the beginning of signaling, and later treated with mOSM, also proving through RT-qPCR that the increase in Alpl mRNA expression induced by mOSM is through OSMR. Furthermore, cells silenced for Shc1 and STAT3 and later treated with mOSM, after submitted the same analyzes described above, demonstrated that both Shc1 and Stat3 are essential for bone formation induced by OSM, since the silencing of these proteins inhibited the increase in markers associated with bone formation caused by mOSM, thus confirming that, in addition to Shc1 being crucial in this process, the OSMR-Shc1-Stat3 axis is the way through which OSM seems to induce bone formation in osteoblasts.
Oncostatin M controls, through the OSMR-Shc1-STAT3 axis, the differentiation of osteoblasts: a new pathway for bone formation
Keywords: Oncostatina M; Receptores Tipo II de Oncostatina M; Proteína 1 de Transformação que Contém Domínio 2 de Homologia de Src; Fator de transcrição STAT3; Osteoblastos; Oncostatin M; Receptors, Oncostatin M, Type II; Src Homology 2 Domain-Containing; STAT3 Transcription Factor; Osteoblasts