鸢尾素缓解棕榈酸对骨髓间充质干细胞的成骨抑制

背景:鸢尾素是肌肉细胞在运动时从跨膜蛋白FNDC5中分离出来的肌因子,具有诱导白色脂肪组织褐变的功能,但是其对脂毒性引起的成骨分化的影响及机制尚不清楚。目的:探究鸢尾素对棕榈酸诱导的骨髓间充质干细胞成骨能力的影响及作用机制。方法:CCK-8检测不同浓度棕榈酸对小鼠骨髓间充质干细胞增殖的影响,以及鸢尾素对棕榈酸存在条件下骨髓间充质干细胞增殖的影响;鸢尾素和棕榈酸预处理24 h后,对小鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导分化,在成骨诱导培养第7天进行碱性磷酸酶染色,qRT-PCR检测成骨相关基因的表达,Western blot检测AMPK/BMP2/SMAD信号通路相关蛋白的表达,第21天进行茜素红染色,检测成骨差异。结果与结论:①CCK-8结果提示骨髓间充质干细胞的扩增与棕榈酸的浓度呈反比,但在0.02 mmol/L浓度时,棕榈酸对骨髓间充质干细胞扩增无显著影响,鸢尾素质量浓度在0.1-20μg/L范围内时,不影响骨髓间充质干细胞增殖;②碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,棕榈酸抑制骨髓间充质干细胞成骨分化能力,鸢尾素能改善棕榈酸诱导的骨髓间充质干细胞成骨抑制,qRT-PCR结果显示,棕榈酸可以引起成骨相关基因下调,而鸢尾素可以抑制这一趋势;③Western bolt结果显示,相较于单纯棕榈酸干预组,鸢尾素处理后增强了骨髓间充质干细胞中AMPK/BMP2/SMAD信号通路传导。该研究发现了鸢尾素能够改善棕榈酸预处理骨髓间充质干细胞的成骨分化能力并提出了具体的机制可能是由AMPK/BMP/SMAD信号通路介导的。

鸢尾素抑制JAK/STAT3通路促进炎症状态下的血管生成

目的研究急性炎症状态下鸢尾素对人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalveinendothelial cell,HUVEC)血管生成的影响及其机制。方法通过CCK-8检测不同浓度(0.1、1.0、5.0、10.0、20.0ng/mL)的鸢尾素对HUVEC增殖的影响;用脂多糖诱导HUVEC急性炎症状态,通过划痕和成管实验,研究鸢尾素对细胞迁移及管样形成的影响,通过RT-PCR研究相关细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、PDGF-BB的基因表达;Westernblot检测JAK/STAT3信号通路中关键蛋白Erk1/2、Jak、Stat3的表达。结果各浓度的重组鸢尾素均不影响HUVEC的增殖;在急性炎症状态下,鸢尾素可以促进HUVEC细胞迁移和管样形成,并且抑制HUVEC炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α基因的表达,增加组织修复相关因子PDGF-BB的基因表达;鸢尾素抑制LPS诱导的JAK/STAT3通路激活。结论鸢尾素可以抑制JAK/STAT3信号通路,缓解LPS诱导的HUVEC急性炎症状态,促进血管新生。

IL-17A通过抑制基质金属蛋白酶的表达降低Masquelet诱导膜的生物活性

目的探究Masquelet诱导膜血管生成减少、生物活性降低的信号机制。方法采用克氏针内固定的方法建立大鼠股骨临界骨缺损模型,造模成功后分别于术后2、4、6、8周取出诱导膜样本,用于生物学检测和蛋白组学分析;免疫组化检测诱导膜CD31^(+)血管数量;GO富集分析诱导膜活性降低的生物学过程;KEGG富集分析诱导膜活性降低的信号通路;Western bot检测诱导膜IL-7A、MMP8、MMP9、MMP13的蛋白表达水平。结果CD31免疫组织化学显示,2、4周诱导膜血管生成较多,生物活性较好;4周以后血管逐渐减少,生物活性降低。GO富集分析与诱导膜生物活性降低有关的胶原分解代谢过程,该生物学过程包含基质金属蛋白酶家族的蛋白:MMP8、MMP9、MMP13。KEGG富集分析显示,MMP9、MMP13在IL-17A信号通路中,是IL-17A的下游调节因子,并且IL-17A信号通路在诱导膜活性降低的top20通路中。Western Blot结果验证IL-17A、MMP8、MMP9、MMP13在不同时间点的诱导膜中均表达,8周相较于4周的降低差异有统计学意义。结论IL-17A信号通路及其下游MMP8、MMP9、MMP13的表达降低是诱导膜血管生成减少和生物活性降低的关键因素。

鸢尾素通过抑制PI3K/AKT信号通路降低P21的表达缓解软骨细胞衰老延缓小鼠骨关节炎的进展

目的按探究鸢尾素对骨关节炎小鼠中衰老因子P21的影响。方法将H_(2)O_(2)和鸢尾素作用于小鼠原代软骨细胞,通过CCK8验证鸢尾素对小鼠原代软骨细胞增殖的影响。通过β半乳糖苷酶染色检测小鼠原代软骨细胞中细胞衰老的情况。通过RT-PCR检测小鼠原代软骨细胞中P21 mRNA的表达情况。通过Westem blot检测小鼠原代软骨细胞中P21蛋白的表达。通过DMM术构造小鼠骨关节炎模型,关节腔注射鸢尾素,通过免疫组化染色和免疫荧光染色,检测小鼠胫骨表面软骨中P21蛋白的表达情况。通过Westerm blot检测PI3K/AKT信号通路相关蛋白的表达。结果CCK8实验结果显示,鸢尾素对小鼠原代软骨细胞的增殖没有显著的影响。β半乳糖苷酶染色结果显示,鸢尾素能改善H_(2)O_(2)对小鼠软骨细胞的衰老作用。RT-PCR的结果表明,鸢尾素能逆转H,O2诱导后小鼠软骨细胞中P21基因的增加。Western blot结果表明,鸢尾素能逆转H,O,诱导后小鼠软骨细胞中P21蛋白的增加。RTPCR的结果表明,内源性缺少鸢尾素会加重H_(2)O_(2)对小鼠软骨细胞中P21基因的诱导作用。Western blot结果表明,内源性缺少鸢尾素会加重H_(2)O_(2)对小鼠软骨细胞中P21蛋白的诱导作用。免疫组化和免疫荧光染色的结果表明,鸢尾素能改善DMM术后骨关节炎小鼠腔骨表面软骨中P21蛋白的表达。Western blot结果显示,鸢尾素能抑制PI3K/AKT信号通路的激活。结论鸢尾素通过抑制PI3K/AKT信号通路降低骨关节炎小鼠软骨细胞中衰老基因P21的表达,延缓骨关节炎的进展。