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Brain regulates weight bearing bone through PGE2 skeletal interoception: implication of ankle osteoarthritis and pain

引用

Bone Research 2024年第1期12卷 107-121页

作者： Feng Gao Qimiao Hu Wenwei Chen Jilong Li Cheng Qi Yiwen Yan Cheng Qian Mei Wan james ficke Junying Zheng Xu Cao Department of Orthopedic Surgery Johns Hopkins University School of MedicineBaltimoreMaryland 21205USA Department of Biomedical Engineering Johns Hopkins University School of MedicineBaltimoreMaryland 21205USA

Bone is a mechanosensitive tissue and undergoes constant remodeling to adapt to the mechanical loading ***,it is unclear whether the signals of bone cells in response to mechanical stress are processed and interpreted in the *** this study,we found that the hypothalamus of the brain regulates bone remodeling and structure by perceiving bone prostaglandin E2(PGE2)concentration in response to mechanical *** PGE2 levels are in proportion to their weight *** weight bearing changes in the tail-suspension mice,the PGE2 concentrations in bones change in line with their weight bearing *** of cyclooxygenase-2(COX2)in the osteoblast lineage cells or knockout of receptor 4(EP4)in sensory nerve blunts bone formation in response to mechanical ***,knockout of TrkA in sensory nerve also significantly reduces mechanical load-induced bone ***,mechanical loading induces cAMP-response element binding protein(CREB)phosphorylation in the hypothalamic arcuate nucleus(ARC)to inhibit sympathetic tyrosine hydroxylase(TH)expression in the paraventricular nucleus(PVN)for ***,we show that elevated PGE2 is associated with ankle osteoarthritis(AOA)and ***,our data demonstrate that in response to mechanical loading,skeletal interoception occurs in the form of hypothalamic processing of PGE2-driven peripheral signaling to maintain physiologic bone homeostasis,while chronically elevated PGE2 can be sensed as pain during AOA and implication of potential treatment.

关键词： pain elevated PGE2

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