Carboxypeptidase M modulates BMSCs osteogenesis–adipogenesis via the MAPK / ERK pathway: An integrated single‐cell and bulk transcriptomic study
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The pathogenesis of osteoporosis (OP) is closely associated with the disrupted balance between osteogenesis and adipogenesis in bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs). We analyzed published single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) data to dissect the transcriptomic profiles of bone marrow-derived cells in OP, reviewing 56 377 cells across eight scRNA-seq datasets from femoral heads (osteoporosis or osteopenia n = 5, osteoarthritis n = 3). Seventeen genes, including carboxypeptidase M (CPM), were identified as key osteogenesis-adipogenesis regulators through comprehensive gene set enrichment, differential expression, regulon activity, and pseudotime analyses. In vitro, CPM knockdown reduced osteogenesis and promoted adipogenesis in BMSCs, while adenovirus-mediated CPM overexpression had the reverse effects. In vivo, intraosseous injection of CPM-overexpressing BMSCs mitigated bone loss in ovariectomized mice. Integrated scRNA-seq and bulk RNA sequencing analyses provided insight into the MAPK/ERK pathway's role in the CPM-mediated regulation of BMSC osteogenesis and adipogenesis; specifically, CPM overexpression enhanced MAPK/ERK signaling and osteogenesis. In contrast, the ERK1/2 inhibitor binimetinib negated the effects of CPM overexpression. Overall, our findings identify CPM as a pivotal regulator of BMSC differentiation, which provides new clues for the mechanistic study of OP.
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- Titre Crossref
- Carboxypeptidase M modulates <scp>BMSCs</scp> osteogenesis–adipogenesis via the <scp>MAPK</scp> / <scp>ERK</scp> pathway: An integrated single‐cell and bulk transcriptomic study
- Date Crossref
- 07/05/2024
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Nanfang Hospital Department of Orthopedics pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Southern Medical University Department of Orthopedics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chinese PLA General Hospital Orthopaedic Department pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Peking University Health Management Center pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Peking University International Hospital pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Beijing Haidian Hospital pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Beijing Yijiandian Clinic Beijing China pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Department of Orthopaedic The 920th Hospital of Joint Logistics Support Force Kunming Yunnan China Department of Orthopaedic pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
Department of Orthopedics — Nanfang Hospital, Department of Orthopedics — Southern Medical University et Orthopaedic Department — Chinese PLA General Hospital, avec 5 autres affiliations.
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