STAC2 is a novel negative regulator of osteoclastogenesis

Abstract

Receptor activator of NF-κB (RANK) is a main gateway for osteoclast differentiation with a key molecule RANKL, and recruits other signaling molecules inducing the expression of osteoclast-specific genes. In this thesis, I identified a novel RANKL-induced protein by GeneChip. The novel protein is SH3 and cysteine-rich domain-containing protein 2 (STAC2) and overexpression of STAC2 in bone marrow-derived monocytes/macrophages (BMMs) markedly inhibits osteoclast differentiation under RANKL stimulation. Mechanistically, I showed that overexpression of STAC2 downregulates RANKL-mediated signaling including activation of MAP kinases and PLCγ2. Moreover, studies using deletion constructs clarify that Zinc-finger and SH3 domain of STAC2 associates with RANK in region spanning 431-625. These findings propose that STAC2 is a novel regulator of osteoclastogenesis which is involved in bone metabolism, with self-correcting manner responding for other positive regulators.;조골세포는 뼈의 항상성을 유지하려는 정밀한 조절작용을 하며 오래된 뼈를 감지한 조골세포가 신호를 보내서 RANKL을 RANK 수용체에 결합시키면 파골세포 분화에 관여하는 여러 신호전달물질들이 활성화되고 비로소 뼈의 흡수가 시작된다. 이 연구에서는 gene chip 분석으로 파골세포의 분화과정에서 비교적 후기에 발현되는 유전자인 STAC2 (SH3 and cysteine-rich domain-containing protein 2) 를 찾아내 파골세포 형성에서 중추 역할을 하는 수용체인 RANK와 상호작용을 하는 것을 확인했다. 또 유전자 조작 기술로 알아본 결과 STAC2와 RANK가 서로에게 영향을 미치는 영역은 RANK 세포질영역 하단의 431-625 시퀀스와 STAC2의 Zinc-finger 도메인, SH3 도메인임을 알게 되었다. STAC2는 분자적 특성으로 볼 때 파골세포 분화를 억제하기 위해 Gab2나 PLCγ2와 같은 RANK의 하위신호연결단백질들과도 상호작용할 가능성이 있다. 즉 충분히 발현된 파골세포 분화 관련 분자들을 인식해 적절한 시기에 알맞은 억제 효과를 통해 뼈의 항상성을 유지하는 역할을 할 것으로 생각한다.