补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用

背景:补骨脂素具有很强的抗骨质疏松活性,可能对化疗导致的骨质疏松具有恢复作用。目的:探讨补骨脂素对环磷酰胺抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的恢复作用及机制。方法:分离培养C57BL/6小鼠骨髓间充质干细胞,以MTT法检测补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力的影响,以成骨诱导结合碱性磷酸酶染色确定补骨脂素对环磷酰胺抑制骨髓间充质干细胞成骨分化恢复作用的最佳剂量。采用RT-qPCR法检测补骨脂素干预不同时间点成骨分化标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Wnt1、Wnt4、Wnt10b、β-catenin、c-MYC的mRNA表达;采用Western blot法检测补骨脂素干预不同时间点成骨特异性转录因子Runx2及Wnt/β-catenin信号通路相关基因Activeβ-catenin、DKK1、c-MYC、Cyclin D1的蛋白表达。结果与结论:(1)不同浓度补骨脂素对骨髓间充质干细胞活力没有显著影响;200μmol/L补骨脂素干预后对环磷酰胺诱导骨髓间充质干细胞成骨分化抑制的恢复作用最佳;(2)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞成骨标志基因Runx2、ALP、Osteocalcin、骨保护素mRNA表达和Runx2蛋白表达的降低;(3)补骨脂素可以逆转环磷酰胺条件培养基导致的骨髓间充质干细胞Wnt/β-catenin通路相关基因Wnt4、β-catenin、c-MYC mRNA表达和Activeβ-catenin、c-MYC、Cyclin D1蛋白表达的降低以及DKK1蛋白表达的升高;(4)结果表明,环磷酰胺能抑制小鼠骨髓间充质干细胞成骨分化,补骨脂素对其具有恢复作用,且200μmol/L补骨脂素干预效果最佳,而这种保护作用可能与补骨脂素激活Wnt4/β-catenin信号通路有关。

法舒地尔缓解β-淀粉样蛋白1-42诱导的SH-SY5Y细胞凋亡

背景:法舒地尔对阿尔茨海默病小鼠脑内的线粒体动力学有调节作用,并且可以抑制神经炎症,但能否调节线粒体自噬和NLRP3炎症小体进而减轻β-淀粉样蛋白毒性尚不清楚。目的:探究法舒地尔对β-淀粉样蛋白1-42诱导的人源神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y凋亡和线粒体自噬以及NLRP3炎症小体的调节作用。方法:将SH-SY5Y细胞接种于孔板内,细胞贴壁后分3组干预:对照组不加入任何药物,模型组加入20μmol/L β-淀粉样蛋白1-42,法舒地尔组同时加入20μmol/L β-淀粉样蛋白1-42与15 mg/L法舒地尔,干预24 h后,采用MTT法检测细胞活性,TUNEL染色检测细胞凋亡,qRT-PCR和Western blot检测凋亡相关蛋白表达,免疫荧光染色和Western blot检测线粒体自噬相关蛋白表达,免疫荧光染色和Western blot检测NLRP3炎症小体相关蛋白表达。结果与结论:(1)与对照组比较,模型组细胞活性降低、凋亡率升高(P<0.05);与模型组比较,法舒地尔组细胞活性升高、凋亡率降低(P<0.05);(2)qRT-PCR和Western blot检测结果显示,与对照组比较,模型组细胞Bax mRNA与蛋白表达升高(P<0.05),Bcl-2 mRNA与蛋白表达降低(P<0.05);与模型组比较,法舒地尔组细胞Bax mRNA与蛋白表达降低(P<0.05),Bcl-2 mRNA与蛋白表达升高(P<0.05);(3)免疫荧光染色和Western blot检测结果显示,与对照组相比,模型组细胞PINK1、帕金森病蛋白和LC3蛋白表达降低(P<0.05),p62蛋白表达升高(P<0.05);与模型组相比,法舒地尔组细胞PINK1、帕金森病蛋白和LC3蛋白表达升高(P<0.05),p62蛋白表达降低(P<0.05);(4)免疫荧光染色和Western blot检测结果显示,与对照组相比,模型组细胞NLRP3、ASC、Caspase-1和白细胞介素1β蛋白表达升高(P<0.05);与模型组相比,法舒地尔组细胞NLRP3、ASC、Caspase-1和白细胞介素1β蛋白表达降低(P<0.05);(5)结果表明,法舒地尔可以减轻β-淀粉样蛋白1-42诱导的SH-SY5Y细胞凋亡,其机制可能与激活线粒体自噬且抑制NLRP3炎症小体激活有关。

人类白细胞抗原相合同胞新鲜脐血移植治疗儿童β重型地中海贫血

背景:异基因造血干细胞移植是目前根治重型地中海贫血最有效的方法,然而仅有不到一半的患者能找到相合的骨髓或外周血干细胞。同胞来源脐血干细胞与骨髓和外周血干细胞具有不同的特征,是重型地中海贫血患者移植治疗的一种潜在造血干细胞替代来源。目的:探讨应用人类白细胞抗原相合同胞新鲜脐血移植治疗儿童β重型地中海贫血的疗效。方法:选择2010年6月至2020年6月南方医科大学南方医院收治的β重型地中海贫血患儿48例,男28例,女20例,中位年龄4岁,均接受人类白细胞抗原相合同胞新鲜脐血移植治疗,脐血移植前均采用清髓性不含抗胸腺细胞球蛋白的预处理方案,脐血移植后均采用环孢素A+吗替麦考酚酯+/-短程甲氨蝶呤预防移植物抗宿主病。结果与结论:(1)48例患儿输注的总有核细胞中位数为8.17×10^(7)/kg,输注的CD34^(+)细胞中位数为2.40×10^(5)/kg,脐血移植后中位随访时间98个月,44例植入成功,粒细胞和血小板植入中位时间分别为28 d和31 d,其中37例移植后植入证据检测为供者型完全嵌合,7例移植后早期检测为供受者稳定混合嵌合;(2)44例植入成功患儿中,4例发生急性移植物抗宿主病,分别为Ⅰ级(n=2)和Ⅱ级(n=2),受累器官均为皮肤,均未发生慢性移植物抗宿主病;(3)脐血移植后,48例患儿中5例发生巨细胞病毒感染及激活,12例发生败血症,3例发生侵袭性真菌病,21例发生口腔炎,8例发生出血性膀胱炎,1例发生肝静脉闭塞;(4)48例患儿中,47例存活,1例在移植后28 d因重症肺炎合并急性心力衰竭死亡,43例无病存活,3例发生原发性植入失败,1例发生移植后全血细胞减少,5年总生存率和无病生存率分别为98%和89%,1年时移植相关死亡的累计发病率为2.1%;(5)结果显示,人类白细胞抗原相合同胞新鲜脐血移植治疗儿童β重型地中海贫血的效果良好,移植物抗宿主病的发生风险低。

术后腹腔粘连形成机制及间充质干细胞外泌体的治疗前景

背景:术后腹腔粘连的形成是一个复杂的过程,预防术后粘连是临床上亟待解决的问题。目的:旨在从细胞及分子水平分析粘连的发生机制,为间充质干细胞外泌体预防和治疗粘连提供理论依据。方法:以“腹腔粘连,盆腔粘连,术后粘连,上皮间充质转化,间充质干细胞,干细胞外泌体,间充质干细胞外泌体”为中文检索词,以“Abdominal adhesion,pelvic adhesion,postoperative adhesion,epithelial mesenchymal transformation,mesenchymal stem cell,stem cell exosomes,mesenchymal stem cell exosomes”为英文检索词,检索PubMed、中国知网和中国生物医学文献数据库,筛选各数据库建库至2023年8月发表的术后腹腔粘连及间充质干细胞外泌体干预研究的相关文章,并进行系统的整理分析,最终纳入54篇文献进行综述。结果与结论:(1)任何腹膜炎症、机械损伤、组织缺血和异物植入等病理因素均可引起腹膜表面的损伤,引起术后腹腔粘连;腹腔粘连的形成过程包括腹膜间皮细胞修复、炎性反应、纤溶系统及凝血途径等过程的相互作用,涉及多种细胞因子及信号通路,包括Wnt/β-catenin通路能诱导纤维化和血管生成,并与转化生长因子β/Smads信号通路相互协同,能刺激成纤维细胞增殖,引起腹膜纤维化;同时,核转录因子kB信号通路上调细胞炎症因子的表达,促进成纤维细胞增生,组织纤维化的过程中发挥关键作用。(2)干细胞的旁分泌功能是目前以再生医学为基础的分子干预腹腔粘连的重要方向,可以参与作用于腹腔粘连中的多种复杂细胞因子及信号通路。(3)相对于传统治疗腹腔粘连的方法,间充质干细胞外泌体具有生物活性、使用安全、无需特殊培养和扩增、更低的免疫原性及较长的稳定性等优势,能通过多种途径引导一种正常的修复和愈合。(4)间充质干细胞外泌体在以往研究中均被证明可以参与调节粘连形成的上述各过程,在临床研究中显示出潜在的应用前景,但需要进一步临床研究以探索适当的间充质干细胞外泌体治疗方案,来解决临床转化的问题。

α7烟碱型乙酰胆碱受体与阿尔茨海默病的关系

背景:α7烟碱型乙酰胆碱受体在大脑皮质和海马高度表达,并在阿尔茨海默病的病理发展过程中起重要调控作用,是阿尔茨海默病治疗的潜在靶点。目的:总结α7烟碱型乙酰胆碱受体和阿尔茨海默病的密切关系和相互作用机制。方法:检索中国知网、PubMed数据库中相关文献,中文检索词为“α7烟碱型乙酰胆碱受体,阿尔茨海默病,β-淀粉样蛋白,激动剂,正变构调节剂,拮抗剂”;英文检索词为“alpha 7 nicotinic acetylcholine receptor,Alzheimer’s disease,beta amyloid protein,agonist,positive allosteric modulator,antagonist”,文献检索时限为各数据库建库至2024年7月,依据入选标准对检索结果进行录用或排除,最终纳入符合标准的83篇文献进行综述。结果与结论:α7烟碱型乙酰胆碱受体通过与β-淀粉样蛋白的相互作用减轻β-淀粉样蛋白的神经毒性,如促进阿尔茨海默病的突触可塑性和胆碱能突触的快速传递、减轻β-淀粉样蛋白诱导的神经中枢炎症反应、抵抗神经细胞凋亡,从而对阿尔茨海默病患者的脑具有保护作用等。α7烟碱型乙酰胆碱受体作为阿尔茨海默病治疗靶标具有很大的潜能,但是又存在一系列问题有待解决,比如α7烟碱型乙酰胆碱受体的脱敏性、适度活性稳定性及基因多态性等问题。筛选高特异、安全性和以α7烟碱型乙酰胆碱受体为核心的多靶点结合作用的药物,将成为未来阿尔茨海默病治疗研究的一个方向。

松脂醇二葡萄糖苷激活Wnt/β-catenin信号通路保护成骨细胞

背景:松脂醇二葡萄糖苷可以促进骨形成与骨基质的合成,加速骨组织修复,但其对成骨细胞的影响和作用机制仍需进一步探索。目的:基于Wnt/β-catenin信号通路探讨松脂醇二葡萄糖苷对地塞米松干预成骨细胞的影响和作用机制。方法:设置不同浓度的地塞米松组和松脂醇二葡萄糖苷组对成骨细胞干预24 h,筛选最佳干预浓度;使用地塞米松、松脂醇二葡萄糖苷和Wnt/β-catenin抑制剂XAV-939对成骨细胞进行干预,设置对照组、地塞米松组、抑制剂组、松脂醇二葡萄糖苷组、松脂醇二葡萄糖苷+抑制剂组。CCK-8法检测细胞活性,检测各组细胞碱性磷酸酶和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3/7酶活性,Annexin V/PI染色与EdU法检测细胞凋亡与增殖情况,Real-Time qPCR检测Wnt3a、β-catenin、c-myc、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA表达水平,Western Blot检测Wnt3a、β-catenin、c-myc、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白的蛋白表达水平。结果与结论:①地塞米松和松脂醇二葡萄糖苷干预成骨细胞24 h后,发现浓度为10μmol/L的地塞米松细胞抑制率为实验最佳干预浓度;松脂醇二葡萄糖苷浓度在100μmol/L时,细胞增殖最为明显;②与地塞米松组比较,松脂醇二葡萄糖苷组的碱性磷酸酶活性显著增强(P<0.05),半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3/7酶活性显著降低(P<0.05);Annexin V/PI染色和EdU法细胞增殖检测结果表明,松脂醇二葡萄糖苷可抑制地塞米松干预后成骨细胞的凋亡,促进成骨细胞增殖;③与地塞米松组和抑制剂组比较,松脂醇二葡萄糖苷组和松脂醇二葡萄糖苷+抑制剂组中Wnt3a、β-catenin、c-myc、骨钙素、Ⅰ型胶原蛋白mRNA和蛋白表达水平均显著升高(P<0.05);④结果表明,松脂醇二葡萄糖苷可以抑制地塞米松干预后的成骨细胞凋亡,通过激活Wnt/β-catenin信号通路来保护成骨细胞活性,促进成骨细胞增殖,可能发挥延缓激素性股骨头坏死的作用。

理筋手法减轻兔损伤骨骼肌纤维化的作用机制

背景:理筋手法能够减少纤维化瘢痕增生,促进骨骼肌修复。但不恰当的激活Wnt/β-catenin信号通路,能加剧损伤骨骼肌纤维化,对骨骼肌修复过程产生不利影响。开展理筋手法对Wnt/β-catenin信号通路的调控作用研究,有利于阐述理筋手法减少纤维化瘢痕增生、促进骨骼肌损伤修复的相关机制。目的:探讨理筋手法促进兔骨骼肌损伤修复的作用机制。方法:45只普通级健康成年日本大耳兔随机分为空白组、模型组和理筋组,每组15只。模型组和理筋组均进行腓肠肌打击造模,理筋组于造模后第3天开始进行理筋手法治疗,1次/d,15 min/次。各组在造模后第7,14,21天分别取5只进行取材。苏木精-伊红染色观察腓肠肌一般形态结构,Masson染色观察腓肠肌胶原纤维含量,Western blot检测腓肠肌Wnt3a、β-catenin、GSK3β、p-GSK3β、TCF、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白表达,RT-PCR检测腓肠肌Wnt3a、β-catenin、TCF mRNA表达,免疫荧光法检测腓肠肌β-catenin的表达,免疫组化法检测腓肠肌Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的表达。结果与结论:①苏木精-伊红染色及Masson染色结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点炎性细胞浸润减少,胶原纤维量减少(P<0.001),肌纤维逐渐愈合;②Western blot结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点Wnt3a、β-catenin、TCF、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的蛋白表达量均显著降低(P<0.05),而p-GSK3β/GSK3β比值较模型组则明显升高(P<0.05);③RT-PCR结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点Wnt3a、β-catenin、TCF的mRNA表达量均显著降低(P<0.001);④免疫荧光结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点β-catenin核表达荧光强度明显降低,且逐渐与空白组相近(P<0.001);⑤免疫组化结果显示:理筋组各观察点Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的表达量相较于模型组均显著降低(P<0.01)。结果表明:理筋手法能够抑制Wnt/β-catenin信号通路的异常激活,减少纤维化瘢痕增生,从而达到促进损伤骨骼肌修复的目的。

蒸汽爆破预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群作用的影响

为了研究蒸汽爆破(Steam Explosion,SE)预处理对猴头菇子实体残渣粗多糖理化性质及调节肠道菌群的影响,以猴头菇水提残渣为原料,采用常规粉碎和蒸汽爆破两种方式进行处理制备获得粗多糖并进行得率、成分含量、单糖组成、分子量及消化和发酵特性的比较。结果显示,经SE处理所得多糖组分(HCQ)的得率、多糖和β-葡聚糖含量分别达到了13.36%、58.20%和47.93%,是常规粉碎处理所得多糖组分(HCW)的2.18、1.57和1.59倍,表明SE能显著(P<0.05)促进残渣中多糖组分的释放。SE还降低了HCQ的分子量并释放出小分子组分,同时提高了单糖组成中的葡萄糖摩尔百分比。在模拟体外人体粪便发酵过程中,与HCW相比,HCQ明显地(P<0.05)提高了有益菌(如厚壁菌门)的丰度和短链脂肪酸的产量,同时降低有害细菌(如埃希氏-志贺氏菌)的丰度,从而有益于机体健康。该研究为蒸汽爆破技术在猴头菇多糖提取中的应用及HCQ多糖作为潜在益生元发挥调节肠道菌群作用提供依据。

一种新型的含筛孔八棱锥内构件泡沫分离设备的构建及其应用

目的:本研究设计了一种新型的含筛孔八棱锥内构件,用以强化泡沫排液,提高泡沫分离效率。方法:以重组β-葡萄糖苷酶(Glu-linker-ELP50-GB,GLEGB)发酵液为模型,考察内构件的结构参数(个数、间距、筛孔直径)和泡沫分离实验参数(温度、初始蛋白浓度、气体流速、装液量)对GLEGB富集比和回收率的影响。此外,基于弹性蛋白样多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)的温敏性,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化,并通过圆二色光谱仪(CD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和傅里叶-红外光谱仪(FT-IR)对纯化后GLEGB的结构进行分析。结果:在内构件数量为5、间距为78 mm、筛孔直径为2 mm、蛋白质初始浓度为0.3 mg/mL、温度为45℃、气体流速为200 mL/min、装液量为100 mL的最佳条件下,GLEGB的蛋白富集比为2.46±0.10是对照柱的1.33倍,对重组β-葡萄糖苷酶泡沫液进一步纯化后GLEGB的纯化倍数为37.25±0.60,此外,结果证明纯化过程不会影响GLEGB的结构。结论:本研究设计的含筛孔八棱锥内构件可以有效地提高从发酵液中分离GLEGB的富集比,为泡沫分离设备的设计、研究及工艺优化提供了新的研究思路。

β-羟基丁酸改善β淀粉样蛋白1-42诱导小鼠海马神经元HT22细胞的能量障碍

背景:阿尔茨海默病患者存在严重的脑能量障碍,近年来基于酮体干预的脑能量拯救策略在阿尔茨海默病的治疗中越来越受到重视。目的:探讨β-羟基丁酸能否改善β淀粉样蛋白1-42(β-amyloid protein 1-42,Aβ_(1-42))诱导的小鼠海马神经元HT22细胞能量障碍。方法:将HT22细胞分为4组,分别为对照组、β-羟基丁酸组、Aβ_(1-42)组、Aβ_(1-42)+β-羟基丁酸组。使用相应试剂盒检测HT22细胞的存活率、ATP水平、α-酮戊二酸脱氢酶活性、Na^(+)K^(+)-ATP酶活性、线粒体膜电位及活性氧水平。结果与结论:与对照组相比,Aβ_(1-42)组HT22细胞的存活率、ATP水平、α-酮戊二酸脱氢酶活性、Na^(+)K^(+)-ATP酶活性、线粒体膜电位均显著降低(P<0.05),活性氧水平显著升高(P<0.05)。与Aβ_(1-42)组相比,Aβ_(1-42)+β-羟基丁酸组HT22细胞的存活率、ATP水平、α-酮戊二酸脱氢酶活性、Na^(+)K^(+)-ATP酶活性、线粒体膜电位均显著升高(P<0.05),活性氧水平显著降低(P<0.05)。结果表明:β-羟基丁酸提高了线粒体生物能量功能和细胞存活率,最终改善了Aβ_(1-42)诱导的HT22细胞能量障碍。

Si掺杂对Ga_(2)O_(3)/BP异质结光电性能调控的第一性原理研究

近年来,氧化镓(Ga_(2)O_(3))是新一代超宽禁带(4.9 eV)半导体,基于优越的热稳定和化学稳定性、高击穿场强和可见光透过率等优点,在日盲紫外探测器和透明光电器件领域中引起了广泛的关注.但是,Ga_(2)O_(3)基光电器件存在迁移率较低而限制其应用的现象,而构建合适的Ga_(2)O_(3)异质结是改善光电探测器的光电性能的有效手段之一.基于第一性原理构建β-Ga_(2)O_(3)/BP异质结模型,研究了氧空位(Vo)和Si掺杂对β-Ga_(2)O_(3)/BP异质结光电性质的调控以及相关机理.结果显示:β-Ga_(2)O_(3)/BP异质结结构有效降低β-Ga_(2)O_(3)功函数,提高灵敏度,Si掺杂降低结合能,增强稳定性;β-Ga_(2)O_(3)/BP异质结有效减小带隙,Si掺杂以及氧空位的存在,进一步减小带隙,增强光导电性,并且Si掺杂引起了光电导各向异性.此结果对改善Ga_(2)O_(3)基异质结光电性能提供理论参考.

程序性细胞死亡受体1影响高糖条件下成骨细胞分化的机制

背景:程序性细胞死亡受体1属于免疫球蛋白基因超家族,可以调控成骨细胞分化、影响骨稳态,然而其在糖尿病性骨质疏松中的调控作用及机制尚不明确。目的:探讨程序性细胞死亡受体1对高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控作用及机制。方法:①动物实验:采用随机数字法将12只SD大鼠随机分为对照组(n=6)与模型组(n=6),对照组常规喂养,模型组腹腔注射链脲佐菌素建立1型糖尿病模型,高脂饲料喂养8周建立1型糖尿病性骨质疏松模型。喂养8周后,取2组大鼠股骨,分别进行苏木精-伊红染色、micro-CT检测与程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mNRA表达。②细胞实验:将第3代大鼠骨髓间充质干细胞随机分4组处理:正常对照组、高糖模型组加入低糖培养基,PD-1沉默组转染程序性细胞死亡受体1 siRNA,PD-1沉默空载组转染siRNA-NC。转染48 h后,正常对照组更换为新的低糖培养基,高糖模型组、PD-1沉默组、PD-1沉默空载组更换为高糖培养基,培养48 h后进行成骨诱导培养。成骨诱导21 d后,分别进行茜素红染色、qRT-PCR(程序性细胞死亡受体1、RUNX2 mRNA表达)与Western blot(β-catenin、GSK-3β、p-GSK-3β与Axin2蛋白表达)检测。结果与结论:①动物实验:苏木精-伊红染色与micro-CT检测结果显示,模型组大鼠1型糖尿病骨质疏松造模成功。qRT-PCR检测结果显示,模型组程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mRNA表达均高于对照组(P<0.05)。②细胞实验:茜素红染色结果显示,高糖模型组、PD-1沉默空载组矿化结节形成能力低于对照组、PD-1沉默组。与正常对照组比较,高糖模型组、PD-1沉默空载组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均升高(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均降低(P<0.05);与高糖模型组、PD-1沉默空载组比较,PD-1沉默组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均降低(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均升高(P<0.05)。③结果表明:沉默程序性细胞死亡受体1表达可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进高糖条件下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。

血管紧张素Ⅱ对大鼠骨髓间充质干细胞棕色脂肪变的抑制作用

背景:骨髓间充质干细胞是脂肪细胞的来源之一,且表达所有肾素血管紧张素系统成分,但血清血管紧张素Ⅱ对骨髓间充质干细胞向棕色脂肪组织分化的影响尚不清楚。目的:观察血管紧张素Ⅱ对骨髓间充质干细胞向棕色脂肪细胞分化的影响,并探究血管紧张素1a型受体敲除对血管紧张素Ⅱ影响骨髓间充质干细胞向棕色脂肪细胞分化的作用及可能机制。方法:分离培养野生型SD大鼠及血管紧张素1a型受体敲除SD大鼠的骨髓间充质干细胞,将其培养至第3代,随机分为4组:野生组,基因敲除组,野生+血管紧张素Ⅱ组,基因敲除+血管紧张素Ⅱ组,在棕色脂肪诱导分化培养基中诱导分化14 d,后2组在每次更换分化培养基的同时加入100 nmol/L血管紧张素Ⅱ进行干预。采用Western blot、qRT-PCR、免疫荧光等方法检测棕色脂肪诱导分化、脂肪分解、β氧化和线粒体生物发生等相关标记物的表达。结果与结论:血管紧张素Ⅱ可抑制骨髓间充质干细胞向棕色脂肪细胞分化,敲除血管紧张素1a型受体基因能够通过促进脂肪分解、增强脂肪酸β氧化、促进线粒体生物发生、增强线粒体功能来改善血管紧张素Ⅱ对骨髓间充质干细胞向棕色脂肪细胞分化的抑制作用。这些发现为肥胖治疗提供了新的研究方向和潜在治疗靶点,揭示了肾素血管紧张素系统在脂肪代谢中的重要作用及其作为治疗目标的潜力。

沙苑子苷A对关节软骨细胞凋亡的影响

背景:软骨细胞凋亡是骨关节炎发生发展的重要因素,沙苑子苷A具有类黄酮作用,可抑制多种细胞凋亡,但其对软骨细胞凋亡的影响及作用机制尚不明确。目的:基于Wnt/β-catenin信号通路探讨沙苑子苷A与软骨细胞凋亡的内在关联及作用机制。方法:①收集膝关节置换术中截取的股骨及胫骨部分软骨组织,体外分离培养及鉴定软骨细胞;②通过CCK-8检测沙苑子苷A在0-160μmol/L范围内是对软骨细胞的最佳干预浓度;③将软骨细胞分为空白组、硝普钠(1.5 mmol/L)诱导组、硝普钠(1.5 mmol/L)+沙苑子苷A(5μmol/L)组。采用CCK-8、流式细胞技术检测各组细胞活力、凋亡率;免疫荧光染色检测各组细胞中Ⅱ型胶原蛋白、SOX9表达;Western Blot检测细胞凋亡相关蛋白及Wnt/β-catenin通路蛋白的表达。结果与结论:①体外提取的细胞经培养、染色鉴定为软骨细胞;②沙苑子苷A在0-80μmol/L浓度范围内对软骨细胞无明显细胞毒性,在2.5-10μmol/L浓度范围内可明显提高软骨细胞活力,且当浓度为5μmol/L时作用较为显著;③硝普钠诱导组软骨细胞凋亡率高于空白组,硝普钠+沙苑子苷A组的细胞凋亡率低于硝普钠诱导组;④硝普钠诱导组软骨细胞Ⅱ型胶原蛋白、SOX9荧光强度弱于空白组,硝普钠+沙苑苷A组Ⅱ型胶原蛋白、SOX9的荧光强度高于硝普钠诱导组;⑤硝普钠诱导组Bax、Caspase-3、基质金属蛋白酶13、Wnt3a、Wnt5a和β-catenin的蛋白表达量高于空白组,Bcl-2蛋白表达低于空白组;硝普钠+沙苑子苷A组除Bcl-2的蛋白表达高于硝普钠诱导组外,上述其他蛋白表达均低于硝普钠诱导组。结果表明沙苑子苷A对软骨细胞凋亡具有一定的抑制作用,可调节凋亡相关蛋白、促进软骨细胞调节因子表达,推测可能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路发挥作用。

压应力激活SOST/Wnt/β-catenin 通路诱导软骨终板细胞退变

背景:在许多可以导致椎间盘退变的因素中(衰老、营养匮乏、机械因素等),力学负荷被认为是极其重要的因素,但其机制尚不清楚。目的:探讨硬骨素和Wnt/β-catenin信号通路在压应力诱导终板软骨退变中的作用。方法:提取4周龄雄性SD大鼠软骨终板细胞,体外利用力学加载仪器对终板软骨细胞施加压应力,于压缩细胞1,3,5,7 d,采用CCK-8法测定细胞活力;Western blot、RT-qPCR及细胞免疫荧光等检查终板软骨细胞内软骨标记物(聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原)、钙化相关因子(Runx2、骨钙素)、细胞外基质降解酶及信号通路基因(硬骨素、β-catenin)等表达。结果与结论:①压应力作用下,终板软骨细胞活力会随着压应力时间、强度增加而降低;②终板软骨细胞的软骨标记物(聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原)表达下降,而钙化相关因子(Runx2、骨钙素)表达上升;③压应力能促进终板软骨细胞的细胞外基质降解,基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13表达量增加;④细胞内Wnt/β-catenin信号通路表达出现异常,其特异性抑制因子硬骨素伴随着β-catenin的异常积累而表达下降。结果说明:在压应力作用下,终板软骨细胞内硬骨素的表达下降,导致Wnt/β-catenin信号通路激活,促进软骨终板的钙化、退变与细胞外基质的降解,进而促进椎间盘退变。

有氧运动调节转化生长因子β/Smad通路缓解db/db糖尿病小鼠的肝脏纤维化

背景:有氧运动可抑制糖尿病小鼠肝纤维化,但具体作用机制尚未阐明。目的:基于转化生长因子β/Smad信号通路探讨有氧运动改善db/db小鼠肝纤维化的作用机制。方法:将8周龄雄性db/db小鼠和年龄匹配的m/m小鼠随机分为m/m对照组、m/m+运动组、db/db对照组、db/db+运动组,每组10只,运动组小鼠接受12周有氧运动。运动结束后检测各组小鼠空腹血糖,进行葡萄糖耐量测试和胰岛素耐量测试;摘取肝脏计算肝脏指数,摘眼球取血检测生化指标;苏木精-伊红染色、油红O染色和Masson染色观察小鼠肝组织的病理变化,免疫组化检测肝组织中转化生长因子β1、p-Smad3的表达;Western blot检测肝组织中转化生长因子β1、Smad3、p-Smad3、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和Ⅲ型胶原蛋白表达水平。结果与结论:①与m/m组和m/m+运动组小鼠相比,db/db组小鼠体质量、肝质量、肝脏指数、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白和肌酶水平均显著升高(P<0.01);高密度脂蛋白水平显著降低(P<0.01);转化生长因子β1、p-Smad3、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和Ⅲ型胶原蛋白表达水平显著升高(P<0.01);葡萄糖、胰岛素耐量测试的曲线下面积显著增加(P<0.01);肝组织病理染色显示大量炎症细胞浸润,脂滴增多,明显纤维化;②与db/db组相比,db/db+运动组小鼠体质量、肝质量、肝脏指数、空腹血糖、三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白和肌酶水平显著降低(P<0.05或P<0.01);高密度脂蛋白水平显著升高(P<0.05);转化生长因子β1、p-Smad3、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和Ⅲ型胶原蛋白表达显著降低(P<0.05或P<0.01);此外,糖耐量、胰岛素耐量测试的曲线下面积明显减少(P<0.01,P<0.05),肝脏病理损伤得到明显改善;③结果表明,有氧运动有效减轻了糖尿病小鼠肝纤维化,其机制可能与调控转化生长因子β/Smad信号通路有关。

杜仲促进去势大鼠牙槽骨成骨的作用

背景:杜仲具有一定的成骨作用,能够促进成骨细胞的增殖及分化,但其对牙槽骨骨形成及Wnt/β-连环蛋白信号通路的影响尚不明确。目的:基于Wnt/β-连环蛋白信号通路探讨杜仲促进去势大鼠牙槽骨成骨的作用机制。方法:采用随机数字表法将60只雌性SD大鼠分为空白对照组、假手术组、模型组、杜仲低剂量组、杜仲高剂量组,每组12只。模型组、杜仲低剂量组、杜仲高剂量组通过双侧卵巢切除术建立骨质疏松大鼠模型,假手术组切除双侧卵巢周围同等质量的脂肪组织。造模3个月后,杜仲低、高剂量组大鼠分别灌胃给予2.1,4.2 g/(kg•d)的杜仲,假手术组和模型组大鼠灌胃给予生理盐水。药物干预12周后取材,通过Micro-CT观察牙槽骨骨量变化,苏木精-伊红染色观察牙槽骨病理结构变化,ELISA法检测血清中碱性磷酸酶、骨钙素水平,Western blot检测牙槽骨组织中β-连环蛋白、卷曲蛋白9的蛋白表达,RT-qPCR检测牙槽骨组织中骨钙素、Runx2、碱性磷酸酶、β-连环蛋白、卷曲蛋白9 mRNA的表达。结果与结论:①与空白对照组比较,模型组骨体积分数、骨小梁数目、骨小梁厚度、骨密度均降低(P<0.05),骨小梁分离度升高(P<0.05);病理观察可见骨小梁排列紊乱、不规则,骨小梁变细或断裂,骨髓腔变大,骨量明显减少;血清中碱性磷酸酶水平上升(P<0.05),骨钙素水平下降(P<0.05);碱性磷酸酶、骨钙素、Runx2、β-连环蛋白、卷曲蛋白9的mRNA表达均降低(P<0.05);β-连环蛋白、卷曲蛋白9的蛋白表达降低(P<0.05)。②与模型组比较,杜仲低、高剂量组大鼠牙槽骨骨体积分数、骨小梁数目、骨小梁厚度、骨密度均升高(P<0.05),骨小梁分离度降低(P<0.05);杜仲低、高剂量组骨小梁排列稍整齐,骨小梁较粗大,骨量增加;杜仲低、高剂量组血清中碱性磷酸酶水平下降(P<0.05),骨钙素水平上升(P<0.05);杜仲低剂量组碱性磷酸酶、骨钙素、β-连环蛋白、卷曲蛋白9的mRNA表达升高(P<0.05),杜仲高剂量组碱性磷酸酶、骨钙素、Runx2、β-连环蛋白、卷曲蛋白9的mRNA表达升高(P<0.05);杜仲低剂量组卷曲蛋白9蛋白表达升高(P<0.05),杜仲高剂量组β-连环蛋白、卷曲蛋白9的蛋白表达升高(P<0.05);③与杜仲低剂量组比较,杜仲高剂量组对上述指标的改善作用更显著;④提示:杜仲能有效促进牙槽骨骨形成,其作用机制可能与激活Wnt/β-连环蛋白信号通路有关。

细胞周期蛋白依赖性激酶7抑制剂THZ1对脑胶质瘤干细胞干性的调控及机制

背景:THZ1是一种细胞周期蛋白依赖性激酶7的抑制剂,可以抑制多种肿瘤细胞的增殖,但THZ1是否可以通过Wnt/β-catenin信号通路影响脑胶质瘤干细胞的干性尚不清楚。目的:探究THZ1对脑胶质瘤细胞U87干性的影响及机制。方法:培养脑胶质瘤细胞U87形成干细胞球并通过Western blot验证干性相关蛋白的表达;采用CCK-8法检测THZ1作用于U87细胞的半数抑制浓度(IC_(50));通过克隆实验、划痕实验、Transwell迁移实验确定THZ1对U87细胞增殖、迁移的影响;分析THZ1处理对U87干细胞成球率及干细胞球体大小的影响;Western blot检测干性相关蛋白CD133、ABCG2、Nanog、OCT4、SOX2和上皮-间充质转化相关蛋白E-cadherin、N-cadherin、Occludin、Snail以及Wnt/β-catenin通路相关蛋白Axin1、β-Catenin、Wnt-5a、GSK3β、Cyclind-1、C-myc的表达变化。结果与结论:①与贴壁细胞相比,U87干细胞干性相关蛋白Nestin、CD133、ABCG2、Nanog、OCT4、SOX2表达明显升高;②与对照组相比,THZ1减弱了U87细胞的增殖和迁移能力;③THZ1抑制U87干细胞成球率及球体大小,下调干性相关蛋白的表达;④THZ1处理后,U87干细胞中N-cadherin、Snail蛋白表达降低,而E-cadherin、Occludin蛋白表达升高;(5)THZ1处理使U87干细胞中Wnt/β-catenin通路相关蛋白Axin1、β-Catenin、Wnt-5a、GSK3β、Cyclind-1、C-myc表达降低。结果表明:THZ1通过下调Wnt/β-catenin信号通路相关分子表达,抑制脑胶质瘤细胞U87的增殖、迁移,抑制U87干细胞成球能力、干性相关蛋白表达和上皮-间充质转化能力。

长链非编码RNA KIAA0125对急性髓系白血病U937细胞增殖和凋亡的影响

背景:U937细胞可以作为急性髓系白血病细胞模型,用于研究急性髓系白血病的生物学特性、信号通路和治疗靶点。目前虽然已有研究报道长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病中呈高表达,但其在U937细胞中的生物学功能尚不清楚,在急性髓系白血病发生发展中的作用机制有待进一步阐明。目的:探讨长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病患者外周血中的表达水平及对U937细胞增殖、凋亡的影响。方法:RNA-seq分析急性髓系白血病患者骨髓单核细胞样本,筛选得到差异表达基因——长链非编码RNA KIAA0125,利用qRT-PCR检测长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病患者外周血中的表达进行验证,通过GEPIA数据库统计分析173例急性髓系白血病患者和70例健康人骨髓细胞中长链非编码RNA KIAA0125 mRNA的表达与预后的关系。随后使用重组慢病毒技术及CRISPR/Cas9-SAM技术分别构建敲低/过表达长链非编码RNA KIAA0125的U937细胞系,qRT-PCR检测长链非编码RNA KIAA0125敲低/过表达效率。接下来,使用CCK-8实验、流式细胞术及Western blot检测敲低/过表达长链非编码RNA KIAA0125对U937细胞增殖、凋亡的影响。最后,使用Western blot检测敲低/过表达长链非编码RNA KIAA0125对Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白的影响。结果与结论:①qRT-PCR结果显示长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病患者外周血中呈高表达,GEPIA数据库显示长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病患者骨髓细胞中呈高表达,高表达组具有更差的生存期;②敲低组长链非编码RNA KIAA0125的敲低效率为70%,成功构建了稳定敲低长链非编码RNA KIAA0125表达的U937细胞,过表达组长链非编码RNA KIAA0125的表达是Vector组的4倍,成功构建了稳定过表达长链非编码RNA KIAA0125的U937细胞;③敲低长链非编码RNA KIAA0125抑制U937细胞的增殖并促进其凋亡,过表达长链非编码RNA KIAA0125则促进U937细胞的增殖但对U937细胞的凋亡无显著影响;④敲低长链非编码RNA KIAA0125抑制Wnt/β-catenin信号通路活性,而过表达长链非编码RNA KIAA0125则激活Wnt/β-catenin信号通路。结果表明,长链非编码RNA KIAA0125在急性髓系白血病外周血中呈高表达,其可能通过调控Wnt/β-catenin信号通路影响U937细胞的增殖和凋亡,可能是急性髓系白血病的潜在预后标志物。

miR-212-3p靶向MAPK3调控骨髓间充质干细胞的衰老

背景:骨质疏松症患者的骨髓间充质干细胞表现出明显衰老状态,并且细胞活性及成骨分化水平显著降低。miR-212-3p能够抑制人骨髓间充质干细胞的成骨分化,但其对骨髓间充质干细胞衰老调控的作用及机制尚不明确。目的:研究miR-212-3p通过靶向丝裂原活化蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)对骨髓间充质干细胞衰老的影响及其机制。方法:体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,收集第3代进行以下实验:①分2组培养:对照组加入完全培养基,造模组加入含H_(2)O_(2)的完全培养基培养,培养72 h后,检测细胞中β-半乳糖苷酶活性、miR-212-3p和MAPK3 mRNA表达,以及MAPK3、p16和p21蛋白表达。②分3组培养:对照组、抑制物对照组、miR-212-3p抑制物组,转染24 h后,检测细胞中miR-212-3p、MAPK3 mRNA表达及MAPK3蛋白表达。③采用双荧光素酶报告基因联合qRT-PCR和Western blot验证miR-212-3p与MAPK3靶向调控作用。④分组培养:分为对照抑制物组、miR-212-3p抑制物组、miR-212-3p抑制物+干扰对照组、miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组,转染24 h后,检测细胞中MAPK蛋白与mRNA表达。分为对照组、H_(2)O_(2)组、H_(2)O_(2)+对照抑制物组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+干扰对照组、H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组,细胞转染24 h后再加入H_(2)O_(2)培养72 h,检测细胞中衰老相关β-半乳糖苷酶活性、p16和p21蛋白表达。结果与结论:①与对照组比较,造模组β-半乳糖苷酶活性、miR-212-3p mRNA表达及p16、p21蛋白表达升高(P<0.05),MAPK3 mRNA和蛋白表达降低(P<0.05)。②与对照组比较,miR-212-3p抑制物组细胞中miR-212-3p mRNA表达降低(P<0.05),MAPK3 mRNA与蛋白表达升高(P<0.05)。③双荧光素酶报告基因实验证实,MAPK3是miR-212-3p下游靶基因。④与对照抑制物组比较,miR-212-3p抑制物组细胞中MAPK3 mRNA和蛋白表达升高(P<0.05);与miR-212-3p抑制物组比较,miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组细胞中MAPK3 mRNA和蛋白表达降低(P<0.05)。与H_(2)O_(2)+对照抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组β-半乳糖苷酶活性降低(P<0.05);与H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组β-半乳糖苷酶活性升高(P<0.05)。与H_(2)O_(2)+对照抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组细胞中p16和p21蛋白表达降低(P<0.05);与H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物组比较,H_(2)O_(2)+miR-212-3p抑制物+MAPK3干扰组细胞中p16和p21蛋白表达升高(P<0.05)。⑤结果表明,下调miR-212-3p可抑制大鼠骨髓间充质干细胞衰老,其作用机制可能是通过靶向上调MAPK3表达实现的。