Abstract Efficacious bone regeneration could revolutionize the clinical management of many bone and musculoskeletal disorders. Bone morphogenetic proteins (BMPs) can regulate the differentiation of mesenchymal stem cells into cartilage, bone, tendon/ligament, and fat lineages. Early data documented the osteogenic potential of rhBMP2 and rhBMP7/OP‐1. However, prior to this work that summarized several of our recent studies, no comprehensive analysis had been undertaken to characterize relative osteogenic activity of all BMPs. Using recombinant adenoviruses expressing 14 BMPs, we have demonstrated that, besides BMP2 and BMP7, BMP6 and BMP9 exhibit the highest osteogenic activity both in vitro and in vivo. We further demonstrated that several BMPs may exert synergistic effect on osteogenic differentiation, and that osteogenic BMPs produce a distinct set of molecular fingerprints during osteogenic differentiation. The reported work should expand our current understanding of BMP functions during osteogenic differentiation. It is conceivable that osteogenic BMPs (i.e., BMP2, 4, 6, 7, and 9) may be used to formulate synergistic pairs among themselves and/or with other less osteogenic BMPs for efficacious bone regeneration in clinical settings. © 2007 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 25:665–677, 2007

Pluripotent mesenchymal stem cells (MSCs) are bone marrow stromal progenitor cells that can differentiate into osteogenic, chondrogenic, adipogenic, and myogenic lineages. Several signaling pathways have been shown to regulate the lineage commitment and terminal differentiation of MSCs. Here, we conducted a comprehensive analysis of the 14 types of bone morphogenetic protein (BMPs) for their abilities to regulate multilineage specific differentiation of MSCs. We found that most BMPs exhibited distinct abilities to regulate the expression of Runx2, Sox9, MyoD, and PPARγ2. Further analysis indicated that BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7, and BMP-9 effectively induced both adipogenic and osteogenic differentiation in vitro and in vivo. BMP-induced commitment to osteogenic or adipogenic lineage was shown to be mutually exclusive. Overexpression of Runx2 enhanced BMP-induced osteogenic differentiation, whereas knockdown of Runx2 expression diminished BMP-induced bone formation with a decrease in adipocyte accumulation in vivo. Interestingly, overexpression of PPARγ2 not only promoted adipogenic differentiation, but also enhanced osteogenic differentiation upon BMP-2, BMP-6, and BMP-9 stimulation. Conversely, MSCs with PPARγ2 knockdown or mouse embryonic fibroblasts derived from PPARγ2−/− mice exhibited a marked decrease in adipogenic differentiation, coupled with reduced osteogenic differentiation and diminished mineralization upon BMP-9 stimulation, suggesting that PPARγ2 may play a role in BMP-induced osteogenic and adipogenic differentiation. Thus, it is important to understand the molecular mechanism behind BMP-regulated lineage divergence during MSC differentiation, as this knowledge could help us to understand the pathogenesis of skeletal diseases and may lead to the development of strategies for regenerative medicine.

Intestinal cholesterol absorption is an important contributor to systemic cholesterol homeostasis. Niemann-Pick C1 Like 1 (NPC1L1), the target of the drug ezetimibe (EZ), assists in the initial step of dietary cholesterol uptake. However, how cholesterol moves downstream of NPC1L1 is unknown. Here we show that Aster-B and Aster-C are critical for non-vesicular cholesterol movement in enterocytes, bridging NPC1L1 at the plasma membrane (PM) and ACAT2 in the endoplasmic reticulum (ER). Loss of NPC1L1 diminishes accessible PM cholesterol in enterocytes and abolishes Aster recruitment to the intestinal brush border. Enterocytes lacking Asters accumulate cholesterol at the PM and display evidence of ER cholesterol depletion, including decreased cholesterol ester stores and activation of the SREBP-2 transcriptional pathway. Aster-deficient mice have impaired cholesterol absorption and are protected against diet-induced hypercholesterolemia. Finally, we show that the Aster pathway can be targeted with a small molecule inhibitor to manipulate dietary cholesterol uptake. These findings identify the Aster pathway as a physiologically important and pharmacologically tractable node in dietary lipid absorption.Identification of a targetable pathway for regulation of dietary cholesterol absorption.

Serotonin syndrome is a potentially life-threatening condition caused by increased serotonergic activity. Although this condition is commonly associated with certain antidepressants, this report describes a case of serotonin syndrome induced by the combined use of metaxalone and phentermine with duloxetine and bupropion. Our patient developed serotonin syndrome following the administration of metaxalone for severe back spasms. Symptoms resolved following the discontinuation of these medications, provision of supportive care, and administration of lorazepam and cyproheptadine. This case report adds to the existing literature, as studies on metaxalone-induced serotonin syndrome are currently limited. This case report also highlights the importance of monitoring polypharmacy, especially when prescribing less common medications such as metaxalone as well as weight-loss medications such as phentermine.