Skeletal development is a complex event that requires a delicate balance between bone formation and bone resorption. Multiple transcription factors expressed in the bone-forming cells, osteoblasts, play crucial roles during the process of bone formation. Among them, ATF4 (Activating Transcription Factor 4) is a basic domain-leucine zipper transcriptional activator that is responsible for osteoblast differentiation, osteoblast-specific genes expression, synthesis of type I collagen, and osteoclast differentiation. Mice deficient for ATF4 are runted and exhibit severe skeletal dysplasia. Our laboratory has discovered Factor Inhibiting ATF4-mediated Transcription (FIAT), whose name was coined for its interaction with ATF4 and subsequent repression of ATF4-mediated osteocalcin gene transcription. FIAT is a leucine zipper nuclear molecule lacking a basic domain for DNA binding. We hypothesize that FIAT suppresses the bone-forming activities of osteoblasts by interacting with ATF4 and thereby blocking ATF4 attachment to the DNA to mediate downstream signalling pathways. To prove this hypothesis, we monitored the expression profiles of FIAT in parallel with ATF4 during osteoblastogenesis. Mechanism of FIAT repression of ATF4 was investigated through structure-function and mutation analysis. The physiological significance of FIAT expression in osteoblasts was studied through silencing FIAT in osteoblasts by RNA interference, as well as through characterization of two genetic mouse models: FIAT transgenic mice which overexpress FIAT in osteoblasts, and osteoblast-specific FIAT knockout mice. These studies showed that FIAT and ATF4 are co-expressed in osteoblasts, and that FIAT inhibition of matrix mineralization requires dimerization with ATF4 through the second leucine zipper. Furthermore, transgenic mice overexpressing FIAT exhibited osteopenia whereas FIAT knockout mice showed enhanced bone formation. These results support our hypothesis and demonstrate that FIAT is a key transcriptional repressor that modulates osteoblast function.

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Introdução: Os corticosteróides e a persistência do hiperparatiroidismo são os principais fatores envolvidos na perda de massa óssea de pacientes ao longo do primeiro ano de transplante renal (TR).Os estudos no TR tardio são muito contraditórios,uma vez que as populações avaliadas foram heterogêneas.Os resultados revelaram diminuição da formação e aumento da reabsorção óssea além de defeito na mineralização. Objetivos: 1) Avaliar o metabolismo mineral e o tecido ósseo após o segundo ano de transplante renal em pacientes com boa função do enxerto e sem fatores de risco para a perda de massa óssea. 2) Determinar os possíveis fatores determinantes da massa e remodelação óssea. 3) Estudar a atividade funcional dos osteoblastos in vitro. Métodos: Avaliamos 27 pacientes transplantados renais com idade entre 18 a 50 anos (36,4 + 8,9 anos) boa função do enxerto (clearance de creatinina > 50ml/min), recebendo o mesmo esquema imunossupressor desde o início do TR e doses mínimas de corticosteróides. Todos apresentavam função gonadal normal. Excluímos os pacientes submetidos a paratiroidectomia, que receberam tratamento prévio com cálcio, vitamina D ou bisfosfonato. Os pacientes foram submetidos a avaliação clínica, laboratorial, densitometria óssea (DO) e biópsia óssea da crista ilíaca. Foi realizado cultura de células de osteoblastos, obtidos da biópsia óssea, e analisada a taxa de proliferação celular e expressão de fosfatase alcalina. Resultados: A hipercalcemia esteve presente em 40% dos pacientes, hipofosfatemia em 26% e 15% apresentavam acidose metabólica. Nos pacientes em uso de tacrolimus (FK) os níveis de fósforo sérico foram significativamente inferiores aos do grupo ciclosporina (CSA) (p=0.019). Os níveis de PTH estavam adequados para a função renal na maioria dos pacientes, entretanto 30% tinham níveis superiores a 65 pg/ml. Os níveis de osteoprotegerina (OPG) (85%) e deoxipiridinolina (DPD) (95%) estavam elevados na maioria dos pacientes Quanto aos valores de 25(OH) D (25,4 ± 8,7 ng/ml) os mesmos encontravam-se reduzidos em 63% dos pacientes. Não houve perda óssea significativa pela análise do score Z lombar (-0,9 ± 1,5) e do femur (-0,8 ± 1,1), porém em 26% dos pacientes diagnosticamos osteoporose pela densitometria. A média do volume ósseo estava dentro da normalidade, porém, 30% dos pacientes apresentavam redução do BV/TV. Nossos pacientes tinham aumento da separação e diminuição do número das trabéculas ósseas, além de aumento das superfícies osteóide, osteoblástica, de reabsorção e osteoclástica. Em cerca de 60% dos pacientes observamos diminuição da taxa de formação óssea e em 85% deles da superfície mineralizante. Retardo na mineralização óssea foi observado em 46% dos pacientes. Insuficiência de 25(OH) D cursou com defeito de mineralização em todos os pacientes. Os osteoblastos em cultura apresentaram elevada taxa de proliferação apesar da diminuída expressão de fosfatase alcalina. A proliferação celular foi maior no grupo FK que CSA (p=0,0007). O PTH foi o determinante independente do fósforo sérico (p=0,042), DMO lombar (0,044) e volume osteóide (p=0,001). Conclusões: Após dois anos de transplante renal estável no qual, os principais fatores de risco para perda de massa óssea, foram afastados nenhum paciente apresentava tecido ósseo normal. Encontramos, predominantemente, diminuição da formação, aumento da reabsorção óssea e defeito de mineralização caracterizando a presença de doença mista. Esses achados se devem provavelmente à hipofosfatemia, persistência do hiperparatiroidismo, insuficiência de 25(OH) D e a ação de drogas imunossupressoras / We evaluated bone mineral metabolism and histology from twenty seven late kidney transplanted patients, as well as osteoblastic activity in vitro obtained from bone biopsies. Patients were young, with stable graft function, in use of minimal immunosuppressive drugs doses and without known risk factors for bone loss. Hypercalcemia was found in 40%, whereas 26% had hypophosphatemia, 30% hyperparathyroidism and 63% 25-OH vitamin D insuficiency. Bone volume was decreased in 30% of them with elevated bone resorption in the majority, low bone formation in 60% and mineralization defect in 46%. Osteoblastic cells on culture expressed less alkaline phosphatase despite high proliferation rate. After a high restrictive selection of the patients, they still presented mixed bone diseased. These findings are probably related to immunosuppressive drugs, persistence of hyperparathyroidism and 25-OH vitamin D insuficiency

Introdução: Os corticosteróides e a persistência do hiperparatiroidismo são os principais fatores envolvidos na perda de massa óssea de pacientes ao longo do primeiro ano de transplante renal (TR).Os estudos no TR tardio são muito contraditórios,uma vez que as populações avaliadas foram heterogêneas.Os resultados revelaram diminuição da formação e aumento da reabsorção óssea além de defeito na mineralização. Objetivos: 1) Avaliar o metabolismo mineral e o tecido ósseo após o segundo ano de transplante renal em pacientes com boa função do enxerto e sem fatores de risco para a perda de massa óssea. 2) Determinar os possíveis fatores determinantes da massa e remodelação óssea. 3) Estudar a atividade funcional dos osteoblastos in vitro. Métodos: Avaliamos 27 pacientes transplantados renais com idade entre 18 a 50 anos (36,4 + 8,9 anos) boa função do enxerto (clearance de creatinina > 50ml/min), recebendo o mesmo esquema imunossupressor desde o início do TR e doses mínimas de corticosteróides. Todos apresentavam função gonadal normal. Excluímos os pacientes submetidos a paratiroidectomia, que receberam tratamento prévio com cálcio, vitamina D ou bisfosfonato. Os pacientes foram submetidos a avaliação clínica, laboratorial, densitometria óssea (DO) e biópsia óssea da crista ilíaca. Foi realizado cultura de células de osteoblastos, obtidos da biópsia óssea, e analisada a taxa de proliferação celular e expressão de fosfatase alcalina. Resultados: A hipercalcemia esteve presente em 40% dos pacientes, hipofosfatemia em 26% e 15% apresentavam acidose metabólica. Nos pacientes em uso de tacrolimus (FK) os níveis de fósforo sérico foram significativamente inferiores aos do grupo ciclosporina (CSA) (p=0.019). Os níveis de PTH estavam adequados para a função renal na maioria dos pacientes, entretanto 30% tinham níveis superiores a 65 pg/ml. Os níveis de osteoprotegerina (OPG) (85%) e deoxipiridinolina (DPD) (95%) estavam elevados na maioria dos pacientes Quanto aos valores de 25(OH) D (25,4 ± 8,7 ng/ml) os mesmos encontravam-se reduzidos em 63% dos pacientes. Não houve perda óssea significativa pela análise do score Z lombar (-0,9 ± 1,5) e do femur (-0,8 ± 1,1), porém em 26% dos pacientes diagnosticamos osteoporose pela densitometria. A média do volume ósseo estava dentro da normalidade, porém, 30% dos pacientes apresentavam redução do BV/TV. Nossos pacientes tinham aumento da separação e diminuição do número das trabéculas ósseas, além de aumento das superfícies osteóide, osteoblástica, de reabsorção e osteoclástica. Em cerca de 60% dos pacientes observamos diminuição da taxa de formação óssea e em 85% deles da superfície mineralizante. Retardo na mineralização óssea foi observado em 46% dos pacientes. Insuficiência de 25(OH) D cursou com defeito de mineralização em todos os pacientes. Os osteoblastos em cultura apresentaram elevada taxa de proliferação apesar da diminuída expressão de fosfatase alcalina. A proliferação celular foi maior no grupo FK que CSA (p=0,0007). O PTH foi o determinante independente do fósforo sérico (p=0,042), DMO lombar (0,044) e volume osteóide (p=0,001). Conclusões: Após dois anos de transplante renal estável no qual, os principais fatores de risco para perda de massa óssea, foram afastados nenhum paciente apresentava tecido ósseo normal. Encontramos, predominantemente, diminuição da formação, aumento da reabsorção óssea e defeito de mineralização caracterizando a presença de doença mista. Esses achados se devem provavelmente à hipofosfatemia, persistência do hiperparatiroidismo, insuficiência de 25(OH) D e a ação de drogas imunossupressoras / We evaluated bone mineral metabolism and histology from twenty seven late kidney transplanted patients, as well as osteoblastic activity in vitro obtained from bone biopsies. Patients were young, with stable graft function, in use of minimal immunosuppressive drugs doses and without known risk factors for bone loss. Hypercalcemia was found in 40%, whereas 26% had hypophosphatemia, 30% hyperparathyroidism and 63% 25-OH vitamin D insuficiency. Bone volume was decreased in 30% of them with elevated bone resorption in the majority, low bone formation in 60% and mineralization defect in 46%. Osteoblastic cells on culture expressed less alkaline phosphatase despite high proliferation rate. After a high restrictive selection of the patients, they still presented mixed bone diseased. These findings are probably related to immunosuppressive drugs, persistence of hyperparathyroidism and 25-OH vitamin D insuficiency