IGFBP5增龄性表达促进胸腺上皮细胞线粒体自噬和凋亡

目的 探讨在胸腺上皮细胞中随年龄增长而上调表达的胰岛素样生长因子结合蛋白5(Insulin Like Growth Factor Binding Protein 5,IGFBP5)在胸腺衰退中的作用和机制。方法 使用基因差异表达分析方法从已发表人胸腺基质细胞单细胞数据集(GSE147520)中筛选出随年龄增长表达上调程度最高的基因IGFBP5;Mfuzz趋势分析筛选出与IGFBP5具有相同表达趋势的基因;富集分析注释与IGFBP5共趋势基因集;使用蛋白序列比对工具研究IGFBP5蛋白氨基酸序列的人鼠同源性;使用NIH基因数据库研究IGFBP5在人鼠器官组织中表达模式;免疫组化研究IGFBP5在不同年龄C57/BL6小鼠胸腺中的表达模式;构建IGFBP5过表达胸腺上皮细胞系;透射电镜观察IGFBP5过表达胸腺上皮细胞系中线粒体的形态变化;免疫蛋白印记(Western Blot, WB)对线粒体及全细胞组分线粒体自噬标志物微管相关蛋白1B(Microtubule Associated Protein 1 Light Chain 3 Beta, LC3B)、PTEN诱导激酶1(Pten Induced Kinase 1, PINK1)、Parkin泛素蛋白连接酶(Parkin Rbr E3 Ubiquitin Protein Ligase, Parkin)、BCL2互作蛋白3(BCL2 Interacting Protein 3, BNIP3),细胞凋亡标记物活化型胱天蛋白酶3 (Cleaved-Caspase3)表达水平进行检测;细胞双重免疫荧光对线粒体标志物与线粒体探针(MitoTracker)胞内定位进行检测;使用流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)对细胞系凋亡水平进行检测。结果 IGFBP5是人胸腺上皮细胞中随年龄增长表达上调程度最大的基因,与其具有共同表达模式的基因集显著富集在线粒体相关通路上。人与小鼠IGFBP5蛋白序列高度保守,其在人、小鼠多器官组织中表达模式相近,且IGFBP5在人、小鼠胸腺中均呈现中等表达水平;此外,IGFBP5在人和小鼠胸腺上皮中随年龄增长表达升高;在IGFBP5过表达小鼠胸腺上皮细胞系中,透射电镜结果表明线粒体自噬体增多,WB结果表明线粒体组分和细胞组分LC3B、PINK1、Parkin蛋白表达水平上调,BNIP3无明显差异;细胞双重免疫荧光结果表明LC3B、PINK1、Parkin蛋白胞质表达增多且与线粒体共定位;WB表明IGFBP5过表达鼠胸腺上皮细胞系中细胞凋亡标志物Cleaved-Caspase3水平升高;FCM表明IGFBP5过表达细胞系凋亡细胞比例增加。结论 人、小鼠胸腺上皮细胞中随年龄增长而表达升高的IGFBP5促进线粒体自噬和细胞凋亡,从而导致胸腺上皮细胞减少和胸腺功能衰退,因此,IGFBP5可成为干预胸腺衰老、重构人体免疫力的潜在靶标。

Ms4a6d 基因敲除对雌性小鼠生育力的影响

目的探究巨噬细胞表面特异分子跨膜4域亚家族A成员6D(membrane-spanning 4-domains subfamily A member 6D,Ms4a6d)基因敲除对雌性小鼠生育力的影响。方法构建Ms4a6d基因敲除小鼠,以各周龄纯合Ms4a6d基因敲除(Ms4a6d^(-/-))小鼠为实验组;采用qPCR、琼脂糖凝胶法鉴定小鼠基因型;运用HE染色、免疫荧光、ELISA等方法检测血清抗缪勒管激素(anti-müllerian hormone,AMH)和雌性Ms4a6d^(-/-)小鼠卵巢中巨噬细胞数量及各级卵泡构成变化;通过生育力实验比较成年Ms4a6d^(-/-)雌鼠妊娠率及平均产仔数变化。结果与同周龄野生型(Ms4a6d+/+)雌鼠比较,2周龄和4周龄的Ms4a6d^(-/-)雌鼠卵巢组织中巨噬细胞显著减少(P<0.01);8周龄时2组卵巢巨噬细胞差异无统计学意义;8周龄Ms4a6d^(-/-)雌鼠卵巢系数显著降低(P<0.01);8周龄时卵巢组织中原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和窦卵泡数量显著减少(P<0.05),各年龄段Ms4a6d^(-/-)雌鼠血清中AMH显著降低(P<0.05)。成年Ms4a6d^(-/-)雌鼠的平均妊娠率为56%,每胎产仔数为(4.1±1.1)只,均显著低于同龄野生型雌鼠的妊娠率(89%)和每胎产仔数[(6.3±1.2)只]。结论Ms4a6d基因敲除导致青春期前雌鼠卵巢组织中巨噬细胞数量减少,抑制其生长卵泡发育,最终表现为成年雌鼠卵巢储备减少,生育力降低。

显微镜下睾丸切开取精术在非梗阻性无精子症助孕治疗中的应用

目的 评估显微镜下睾丸切开取精术(microdissection testicular sperm extraction, MD-TESE)在非梗阻性无精子症(non-obstructive azoospermia, NOA)助孕治疗中的价值及其安全性。方法 回顾性分析2017年7月1日至2022年3月15日在我中心确诊为NOA的患者,共176例,根据选择取精方式的不同分为MD-TESE和睾丸穿刺取精术(testicular sperm aspiration, TESA)。比较两种取精方式的手术时间、术中出血量、血肿形成等并发症、精子获得率(sperm retrieval rate, SRR)以及体外受精的临床结局。结果 两组患者的年龄、体质量指数(body mass index, BMI)、睾丸体积、睾酮(testosterone, T)、促黄体生成素(luteinizing hormone, LH)、抗苗勒管激素(anti-Müllerian hormone, AMH)、促卵泡生成素(follicle-stimulating hormone, FSH)等无明显差异(P>0.05);MD-TESE组的手术时间明显长于TESA组(P<0.001);MD-TESE组术后睾丸血肿发生率为2.4%(1/42),略低于TESA组7.5%(10/134);两组均无术后感染。MD-TESE组的SRR为38.1%(16/42),显著高于TESA组的9.0%(12/134,P<0.001)。两组获得的精子用于卵胞浆内单精子显微注射技术(intracytoplasmic sperm infecting, ICSI)助孕治疗,MD-TESE组受精率、卵裂率、临床妊娠率分别为65.1%、93.9%和50.0%,TESA组受精率、卵裂率、临床妊娠率分别为58.3%、71.4%和50.0%,两组平均疗效无明显差别。结论 MD-TESE安全有效,尤其适合于隐睾、病毒性睾丸炎以及Y染色体AZFc缺失等有迫切希望生育自身遗传背景的子代的无精子症患者。

跨膜4域亚家族成员6D基因敲除致雄性小鼠生育力降低实验研究

目的:探讨跨膜4域亚家族成员6D(Ms4a6d)基因敲除对雄性小鼠生育力的影响。方法:采用聚合酶链式反应(PCR)鉴定小鼠基因型,将Ms4a6d^(-/-)雄鼠和野生型C57小鼠分别与同龄野生型雌鼠合笼交配,统计各组雌鼠怀孕产仔情况,收集睾丸组织,称重并计算器官指数,评估附睾尾精子数量、运动参数等变化情况,通过形态学分析和HE染色评估小鼠睾丸组织形态学变化,采用免疫荧光染色分析睾丸巨噬细胞变化。结果:Ms4a6d^(-/-)雄鼠子代数目显著低于WT雄鼠(P<0.05);Ms4a6d^(-/-)雄鼠睾丸体积及质量均减少(均P<0.05);Ms4a6d^(-/-)雄鼠附睾尾精子浓度下降(P<0.05),各项运动参数未见统计学差异(P>0.05);睾丸组织切片HE染色结果显示Ms4a6d^(-/-)雄鼠睾丸曲细精管直径及管腔厚度均明显减少,支持细胞、精原细胞、初级精母细胞及精子细胞均减少;免疫荧光结果显示Ms4a6d^(-/-)雄鼠睾丸巨噬细胞受到影响。结论:Ms4a6d基因敲除干扰了雄性小鼠睾丸的发育,并造成生精小管直径减少、厚度变薄,附睾尾部精子数量显著下降,从而使成年雄鼠的生育力显著下降。

TGF-βⅡ型受体小分子抑制剂ITD-1对骨髓基质细胞成骨分化和血管形成的作用

目的探讨TGF-βⅡ型受体(transforming growth factor beta receptorⅡ,TGFBR2)的小分子抑制剂ITD-1对小鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)成骨分化和血管形成的影响。方法将C57/BL6小鼠BMSCs分为3组:不经药物处理为空白组;1‰DMSO处理为DMSO组;10μmol/L ITD-1处理为ITD-1组。采用CCK-8检测细胞增殖变化;流式细胞仪检测凋亡细胞比例;实时荧光定量PCR(qPCR)测定成骨标志物碱性磷酸酶(ALP)、ostrix(OSX)、Ⅰ型胶原(collagen1,COL1)和骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)及成血管相关标志物血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血管生成素1(angiopoietin1,ANGPT1)mRNA的表达;碱性磷酸酶染色检测ALP表达情况;茜素红染色检测成骨晚期矿化水平;免疫荧光染色检测成骨标志物OPN及成血管标志物VEGF的表达;小鼠组织培养实验检测体外培养小鼠肱骨骨密度。结果碱性磷酸酶染色显示ITD-1组染色变浅,茜素红染色结果提示ITD-1组钙盐结节显著减少;与DMSO组比较,ITD-1组BMSCs增殖水平显著降低;流式细胞仪检测显示10μmol/L的ITD-1不导致细胞凋亡;与DMSO组比较,ITD-1组成骨标志物ALP、OSX、COL1及OCN的mRNA相对表达量均显著降低(P<0.01),但成血管标志物VEGF和ANGPT1的mRNA相对表达量显著升高(P<0.05),OPN表达降低而VEGF表达升高(P<0.05),肱骨骨密度也显著降低(P<0.05)。结论TGFBR2的小分子抑制剂ITD-1可抑制骨髓基质细胞增殖,在不影响细胞凋亡的情况下对成骨分化具有显著抑制作用,但显著增强血管形成。

FSHβ在BMP9诱导间充质干细胞成骨分化中的作用研究

目的探讨卵泡刺激素β亚基(follicle-stimulating hormoneβ-subunit,FSHβ)在骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)诱导间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成骨分化中的作用及可能的机制。方法利用细胞化学染色方法检测处理因素(重组腺病毒或γ促分泌酶抑制剂DAPT)作用于间充质干细胞5 d后细胞中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色的变化。通过实时定量PCR(quantitative real-time PCR,Q-PCR)检测BMP9 mRNA、FSHβmRNA和Notch信号通路靶基因(Hey1) mRNA的表达水平。利用茜素红S(alizarin red S,ARS)染色检测腺病毒感染间充质干细胞21 d后细胞中钙盐的沉积情况。结果 FSHβ处理组ALP表达较GFP对照组无明显改变,BMP9处理组ALP表达较GFP对照组明显增加,而BMP9与FSHβ联合处理组ALP表达较BMP9处理组显著增加。另外,BMP9处理组晚期成骨标志物钙盐结节、Notch信号靶基因Hey1 mRNA表达水平较GFP对照组显著增加(P<0.01),而BMP9与FSHβ联合处理组较BMP9处理组表达显著增加(P<0.01)。使用药物DAPT抑制Notch信号后,BMP9与DAPT联合处理组较BMP9单独处理组,ALP染色、Hey1 mRNA表达显著降低(P<0.05);且BMP9+FSHβ+DAPT联合处理组较BMP9+FSHβ联合处理组ALP染色、Hey1 mRNA表达也显著降低(P<0.05)。结论 FSHβ可增强BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化,Notch信号通路可能在其中发挥重要作用。

骨再生修复中的骨形态发生蛋白信号通路:精准调节与治疗靶点

背景:骨的修复再生是治疗骨类疾病的难点,骨形态发生蛋白具有强大的调控骨量的功能,是调控骨稳态及骨再生的重要蛋白分子。目的:对骨形态发生蛋白信号通路在骨再生修复中的研究进展进行综述。方法:以"骨形态发生蛋白,Smad分子,组织工程,骨缺损,骨修复,骨类疾病,研究进展,bone morphogenetic protein,Smads,Tissue engineering,Bone defect,bone repair,bone disease,Progress in research"为关键词,检索CNKI、PubMed、Elsevier ScienceDirect、Web of Science等数据库1990至2018年发表的与骨形态发生蛋白信号通路及骨再生修复中相关的文献,将所有文章进行初筛后,对保留的文献进一步的归纳和总结分析。结果与讨论:骨形态发生蛋白分子在长骨、软骨、关节以及肌腱的生长发育中均发挥着重要的作用,骨形态发生蛋白2、7已投入临床上应用,用来治疗骨折不愈合、延迟愈合骨不连以及脊柱融合手术等,但骨形态发生蛋白对于骨再生修复中的强大的调控功能仍然值得进行更深一步的研究。骨形态发生蛋白及其相关分子在促进骨再生中取得了巨大进展,实现对骨形态发生蛋白信号的精准调节可能成为治疗骨类疾病的潜在治疗靶点。

激活BMP信号的骨细胞对骨髓基质细胞成骨及成脂分化的作用研究

目的激活骨细胞系MLO-Y4细胞中BMP信号检测培养上清对骨髓基质细胞系ST2成骨、成脂分化的影响,进一步探讨其机制。方法0.5‰DMSO,0.5μmol/L BMP激动剂FK506分别处理MLO-Y424 h后,使用CCK-8检测细胞活力变化,实时荧光定量PCR检测BMP下游靶基因ID1及ID2 mRNA表达变化;用20%MLO-Y4培养上清与80%新鲜培养基混合后培养ST2细胞,分为DMSO组、FK506组。碱性磷酸酶染色代表其成骨分化能力,通过实时荧光定量PCR检测碱性磷酸酶(ALP)、骨钙蛋白(OCN)、骨唾液酸蛋白(BSP)、Runx2等成骨细胞标志基因,过氧化物酶体增殖剂激活受体γ(PPARγ)和C/EBP成脂分化标志基因。免疫印迹试验(Western blotting)检测ST2细胞内Wnt信号下游β-catenin、BMP信号下游p-smad5蛋白表达水平。结果与DMSO作用的MLO-Y4细胞相比,FK506激动的MLOY4细胞内BMP信号靶基因ID1、ID2上调,但不影响细胞活力。FK506组ST2细胞同DMSO组对比,成骨分化相关标志物,包括ALP、OCN、BSP、Runx2(P<0.001)均显著升高;成脂分化标志物PPARγ及C/EBP表达则显著降低(P<0.001);ST2细胞内β-catenin蛋白表达量上调(P<0.05)。结论BMP信号激动后MLO-Y4细胞上清可以促进ST2细胞成骨分化、抑制成脂分化,其成骨能力增强与细胞内Wnt信号增强有关。

辅助治疗帕金森病机器人的可行性研究

目前,研究发现:多巴胺的丢失对帕金森患者的疾病有严重影响。本文基于手关节运动的基本特征,研究通过外部作用力补偿患者手部运动的可行性。因此,辅助治疗机器人不仅需要精确地定位患者手部的运动,而且需要改善患者的手部出现的不自主颤抖等症状。

INH-α对BMP9诱导间充质干细胞成骨分化的作用

为了研究抑制素α亚基(inhibinα-subunit INH-α)对骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein9,BMP9)诱导的间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成骨分化的影响,本研究采用细胞化学染色法检测第3天、第5天、第7天细胞中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性的变化。利用RT-PCR和Western blotting检测细胞中的成骨分化早期标志物(Runx2)和晚期标志物(OPN)的mRNA含量及蛋白表达水平。茜素红S染色法检测第21天细胞中的钙盐沉积变化。发现BMP9组ALP活性明显增高,INH-α组ALP活性与对照组相比无明显变化,但联合运用BMP9和INH-α组ALP活性较BMP9组明显降低。此外,BMP9组Runx2和OPN的mRNA含量和蛋白表达水平明显增高,而联用BMP9和INH-α组中的Runx2和OPN水平较BMP9组显著下降(p<0.01)。同样,在茜素红S染色实验中,BMP9组钙盐结节明显增多,染色深;而在联合运用BMP9和INH-α组钙盐结节较BMP9组明显减少,染色变浅。说明INH-α能够抑制BMP9诱导间充质干细胞成骨分化作用。