Bone remodeling is dynamic and is tightly regulated through bone resorption dominated by osteoclasts and bone formation dominated by osteoblasts. Imbalances in this process can cause various pathological conditions, such as osteoporosis. Bone morphogenetic protein 9 (BMP9), a biomolecule produced and secreted by the liver, has many pharmacological effects, including anti-liver fibrosis, antitumor, anti-heart failure, and antidiabetic activities. However, the effects of BMP9 on the regulation of osteoblast and osteoclast functions and the underlying molecular mechanism(s) have not yet been investigated. In this study, BMP9 increased the expression of osteoblastogenic gene markers, such as ALP, Cola1, OCN, RUNX2, and OSX, and ALP activity in MC3T3-E1 cells by upregulating LGR6 and activating the Wnt/β-catenin pathway. BMP9 also suppressed receptor activator of nuclear factor-κB (NF-κB) ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation of bone marrow macrophages (BMMs) by inhibiting the Akt-NF-κB-NFATc1 pathway. More importantly, in an ovariectomy (OVX) mouse model, BMP9 attenuated bone loss and improved bone biomechanical properties in vivo by increasing bone-forming activity and suppressing bone resorption activity. Accordingly, our current work highlights the dual regulatory effects that BMP9 exerts on bone remodeling by promoting bone anabolic activity and inhibiting osteoclast differentiation in OVX mice. © 2020 American Society for Bone and Mineral Research.

中文翻译：

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BMP9 通过骨重塑的双重调节减少去卵巢小鼠的骨丢失。

骨重塑是动态的，并且通过以破骨细胞为主的骨吸收和以成骨细胞为主的骨形成受到严格调节。这个过程中的不平衡会导致各种病理状况，例如骨质疏松症。骨形态发生蛋白 9 (BMP9) 是一种由肝脏产生和分泌的生物分子，具有许多药理作用，包括抗肝纤维化、抗肿瘤、抗心力衰竭和抗糖尿病活性。然而，尚未研究 BMP9 对成骨细胞和破骨细胞功能调节的影响以及潜在的分子机制。在本研究中，BMP9 通过上调 LGR6 和激活 Wnt/β-catenin 通路，增加了 MC3T3-E1 细胞中 ALP、Cola1、OCN、RUNX2 和 OSX 等成骨基因标志物的表达和 ALP 活性。BMP9 还通过抑制 Akt-NF-κB-NFATc1 通路抑制核因子-κB (NF-κB) 配体 (RANKL) 的受体激活剂诱导的骨髓巨噬细胞 (BMM) 的破骨细胞分化。更重要的是，在卵巢切除 (OVX) 小鼠模型中，BMP9 通过增加骨形成活性和抑制骨吸收活性来减轻骨丢失并改善体内骨生物力学特性。因此，我们目前的工作强调了 BMP9 通过促进 OVX 小鼠的骨合成代谢活性和抑制破骨细胞分化对骨重塑产生的双重调节作用。© 2020 美国骨与矿物研究学会。在卵巢切除术 (OVX) 小鼠模型中，BMP9 通过增加骨形成活性和抑制骨吸收活性来减轻骨丢失并改善体内骨生物力学特性。因此，我们目前的工作强调了 BMP9 通过促进 OVX 小鼠的骨合成代谢活性和抑制破骨细胞分化对骨重塑产生的双重调节作用。© 2020 美国骨与矿物研究学会。在卵巢切除术 (OVX) 小鼠模型中，BMP9 通过增加骨形成活性和抑制骨吸收活性来减轻骨丢失并改善体内骨生物力学特性。因此，我们目前的工作强调了 BMP9 通过促进 OVX 小鼠的骨合成代谢活性和抑制破骨细胞分化对骨重塑产生的双重调节作用。© 2020 美国骨与矿物研究学会。