机械应力下骨细胞行为变化的研究进展

机械应力刺激在维持骨骼正常形态、功能和自稳平衡方面起着重要作用。过去的研究普遍认为骨细胞是不活跃的细胞。近年来,对骨细胞的深入研究表明,骨细胞是骨骼中主要的机械应力感受细胞,在机械应力下的骨形成和骨重塑过程中起着关键作用。机械应力不仅可以减少骨细胞凋亡,还能促进其分化水平。此外,受机械应力刺激的骨细胞通过直接或间接的方式来调节成骨细胞和破骨细胞的分化水平,从而维持骨结构的强度和调节骨稳态。笔者拟对机械应力下骨细胞行为变化以及其与成骨细胞和破骨细胞偶联的分子机制进行综述,旨在为今后骨质疏松基础研究提供理论参考。

Toll样受体对成骨及破骨细胞功能的调节

背景:Toll样受体是一类重要的模式识别受体,通过识别特定的分子模式在病原体免疫、细胞因子合成等方面具有重要功能。既往的研究发现,不同种类的骨组织细胞同样表达Toll样受体。激活或抑制Toll样受体可通过多种途径对成骨与破骨细胞功能造成显著影响。目的:总结Toll样受体在成骨及破骨细胞中的表达及作用途径,以进一步阐明生理及病理状态下Toll样受体参与调控的生物学机制。方法:检索截至2022年12月的PubMed、中国知网等文献数据库中的相关文献,中文检索词为“Toll样受体,成骨细胞,破骨细胞,间充质干细胞,巨噬细胞,细胞因子,信号通路”,英文检索词为“toll-like receptor,osteoblast,osteoclast,mesenchymal stem cells,macrophage,cytokine,signaling pathway”,并根据研究需要确立相应的标准,对最终所得文献进行筛选。结果与结论:①Toll样受体可通过激活相关信号通路直接调节成骨、破骨细胞分化;②Toll样受体的激活诱导细胞因子的产生,发挥调节效应;③Toll样受体的激活能够对成骨、破骨细胞的生存及迁移能力产生影响;④在某些疾病及病理环境中,成骨及破骨细胞中的Toll样受体被激活,参与细胞间的相互作用。

机械刺激下骨细胞调控骨重塑的研究进展

骨细胞是一种古老的细胞,常作为一种机械传感细胞和内分泌细胞被研究。骨细胞被包埋在坚硬的矿化环境中,周围是细胞外液,细胞外液的流动对骨细胞的树突和胞体产生剪切应力,并被骨细胞感知,诱导其产生信号,作用于成骨细胞和破骨细胞,进而影响骨重塑。机械加载和卸载可调节骨细胞多种信号通路并释放信号分子。因此,骨细胞被认为是机械刺激作用于骨骼进而影响骨形成和/或骨吸收的重要效应细胞。在本文中,我们归纳了机械刺激对骨细胞的作用及其与成骨细胞和破骨细胞相互作用的分子机制,目的在于理解机械刺激是如何通过骨细胞调控骨重塑的。

前体破骨细胞和成熟破骨细胞外泌体对成骨细胞分化的作用研究

背景破骨细胞外泌体参与细胞间通讯,在骨重塑中起重要作用。前体破骨细胞(precursor osteoclast,pOC)外泌体和成熟破骨细胞(mature osteoclast,mOC)外泌体对成骨细胞分化的作用是否存在差异,仍待进一步研究。目的探究前体破骨细胞和成熟破骨细胞外泌体对成骨细胞分化的作用。方法利用核因子κB配体受体活化因子和巨噬细胞集落刺激因子刺激骨髓单核/巨噬细胞,诱导破骨细胞分化成熟。提取pOC和mOC分泌的外泌体,对两种外泌体进行表征。分别用两种外泌体干预原代乳鼠颅骨成骨细胞并进行成骨诱导分化,利用荧光标记观察外泌体摄取情况;使用茜素红S(alizarin red S,ARS)染色、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色和RT-qPCR评价两种外泌体对成骨分化能力的影响。结果mOC相较于pOC具有更典型的多核融合结构;两种细胞外泌体粒径均为100 nm左右,呈圆形盘状,表达外泌体标志性蛋白,均可被原代成骨细胞摄取。mOC外泌体干预组ARS染色钙结节数量与ALP染色深度均高于pOC外泌体干预组(P<0.05);mOC外泌体干预组成骨相关基因的表达高于pOC组和对照组(P<0.05)。结论成熟破骨细胞外泌体相较于前体破骨细胞外泌体,促成骨细胞分化能力可能更强。

全氟辛酸对成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收作用研究

考察全氟辛酸(PFOA)对成骨细胞骨形成和破骨细胞骨吸收的作用和机制,为探索PFOA暴露引起骨丢失提供科学依据。采用原代新生大鼠颅盖骨分离成骨细胞,考察1,10和100μmol/L PFOA对成骨细胞增殖,碱性磷酸酶(ALP)活性和骨结节形成的影响;采用巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)及核因子κB受体激活因子配体(RANKL)诱导大鼠骨髓单核细胞分化破骨细胞模型,考察1,10和100μmol/L PFOA对破骨细胞活力,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)活性和骨吸收陷窝形成指标的影响;采用Western blot考察成骨细胞护骨素(OPG)和RANKL蛋白表达。PFOA在1和10μmol/L时促进成骨细胞活力,但对ALP活性和骨结节形成无影响。100μmol/L PFOA可显著抑制细胞增殖,ALP活性和骨结节形成,同时抑制OPG/RANKL蛋白表达的比例。PFOA对破骨细胞活力无影响,10和100μmol/L PFOA可显著抑制促进TRAP活性和骨吸收陷窝形成面积。PFOA抑制成骨细胞骨形成作用可能通过下调Wnt通路,通过抑制OPG/RANKL/RANK通路,促进破骨细胞骨吸收作用。

骨细胞对成骨细胞和破骨细胞的调控及机制的研究进展

随着人们对骨细胞探索和研究的不断深入,骨细胞不再被人们误认为是静止的、被动的细胞,而是一种活跃的、主动的细胞,并且对成骨细胞和破骨细胞有重要的调控作用。尽管越来越多的研究已经在一定程度上确定了骨细胞相关的关键信号通路和串扰机制,但是在各种病理状态下发生的骨细胞凋亡的作用及其复杂机制仍未被阐明。如果能进行更深入的研究,那将有助于充分了解不同状态下骨细胞的作用及机制,并为骨骼疾病的治疗提供新的靶点。目前已有骨细胞调控成骨细胞和破骨细胞的相关报道,本文就骨细胞对成骨细胞和破骨细胞的调控及机制的研究进展作一综述。

人骨关节炎软骨细胞上调成骨细胞中骨保护素的作用途径

背景:研究发现上调的刺猬蛋白信号将导致骨关节炎标志物蛇毒蛋白Runx2、聚蛋白多糖酶5、COL10A1以及基质金属蛋白酶13的升高,而抑制刺猬蛋白能减轻骨关节炎的严重程度。猜测骨关节炎软骨细胞能够通过印度刺猬蛋白(Indian hedgehog protein,IHH)信号通路影响成骨细胞来影响骨的形成。目的:探索人骨关节炎软骨细胞对软骨下成骨细胞的影响。方法:收集骨关节炎患者的胫骨平台标本,使用酶解法提取软骨细胞,利用酶预消化+骨块法提取成骨细胞。采用甲苯胺蓝染色和免疫荧光鉴定软骨细胞;采用碱性磷酸酶染色和免疫荧光鉴定成骨细胞,在海藻酸钠珠中以维持软骨细胞表型,将其与成骨细胞共培养,共培养系统中分别加入IHH信号通路的抑制剂(Cyclopamine,10 nmol/L)和激活剂(Purmorphamine,10 nmol/L),48 h后收集各组成骨细胞,利用qRT-PCR检测成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2、甲状旁腺激素相关肽、碱性磷酸酶、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of NF-kBligand,RANKL)以及骨钙素等基因mRNA的表达;利用Westernblot检测各处理组的成骨细胞中GLi1、骨保护素、RANKL蛋白的表达。结果与结论:①与骨关节炎软骨细胞共同培养时,成骨细胞中GLi1、骨保护素、RUNX2的mRNA表达水平明显增加,而甲状旁腺激素相关肽的mRNA表达水平相对降低(P<0.05);加入IHH抑制剂(Cyclopamine)后,IHH信号通路目的基因Gli1在mRNA和蛋白水平上表达均明显降低(P<0.05),加入IHH信号通路激活剂(Purmorphamine)后,Gli1在mRNA及蛋白水平上表达均明显升高(P<0.05);骨保护素在实验中表现出与Gli1相同的变化趋势。②成骨细胞骨保护素/RANKL比值测定结果显示,与骨保护素的趋势相同。③结果表明,人骨关节炎软骨细胞能够促进成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2等蛋白的表达;其中骨保护素的上调与IHH信号通路相关;骨关节炎软骨细胞能够通过IHH信号通路上调成骨细胞骨保护素的表达进而上调骨保护素/RANKL的比值,这将有助于软骨下骨中的骨形成。

龟鹿二仙胶诱导破骨细胞凋亡的机制研究

目的 探讨不同浓度龟鹿二仙胶对破骨细胞凋亡影响及相关机制。方法 RAW 264.7细胞培养传代,用M-CSF+RANKL诱导小鼠单核细胞RAW 264.7细胞株分化成破骨细胞,获得破骨细胞;CCK8法、TUNEL染色、流式细胞法检测不同浓度的龟鹿二仙胶对破骨细胞凋亡的影响;Real-time PCR法、Western blot法检测破骨细胞凋亡相关分子Bcl-2、Bax、Cytochrome C的表达;经龟鹿二仙胶及PI3K/AKT通路抑制剂LY294002干预后,通过流式细胞法、Western blot法检测破骨细胞凋亡率及凋亡相关蛋白AKT的变化。结果 不同浓度的龟鹿二仙胶(GLEXJ高、中、低)均能抑制破骨细胞的增殖活性,提高破骨细胞的凋亡率,提高凋亡相关分子Bax/Bcl-2的比值以及Cytochrome C的表达,其中,以中浓度GLEXJ作用72 h后影响最显著;经中浓度龟鹿二仙胶,以及PI3K/AKT通路抑制剂LY294002的干预,明显抑制了PI3K/AKT通路相关蛋白AKT蛋白的磷酸化,破骨细胞总凋亡率显著上升。结论 龟鹿二仙胶通过抑制PI3K/AKT通路活化作用而促进破骨细胞凋亡。

中医药通过作用破骨细胞调控治疗绝经后骨质疏松研究进展

绝经后骨质疏松(PMOP)是绝经后女性由于破骨细胞的骨吸收和成骨细胞的骨形成失衡而引起的常见骨性疾病,其临床表现主要以活动受限,浑身疼痛甚至骨脆性增加易骨折为主。临床上我们常选用西医治疗为首选方法,但随着大家对中医的了解加深,中医在治疗绝经后骨质疏松上的优势逐渐被发现。现重点对近几年研究的中药及其复方作用破骨细胞来防治绝经后骨质疏松的机制加以归纳总结,为临床防治绝经后骨质疏松症提供新思路与方法,并为后续中医药在绝经后骨质疏松上有更好的运用提出展望。

胡黄连苷Ⅱ调节RIP1/RIP3/MLKL信号对地塞米松诱导成骨细胞凋亡的影响

目的探讨胡黄连苷Ⅱ调节受体相互作用蛋白激酶(RIP)1/RIP3/混合系列蛋白激酶样结构域(MLKL)信号对地塞米松(DEX)诱导成骨细胞凋亡的影响。方法体外培养hFOB 1.19细胞,随机分为对照组、DEX组、DEX+胡黄连苷Ⅱ组、DEX+RIP1过表达组、DEX+空载质粒组、DEX+胡黄连苷Ⅱ+RIP1过表达组,分组处理后检测各组细胞活力、凋亡率、活性氧(ROS)相对水平、乳酸脱氢酶(LDH)、白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及IL-6释放量、BCL-2及BAX相对表达、RIP1/RIP3/MLKL信号蛋白表达。结果与对照组相比,DEX组细胞活力、BCL-2相对表达降低(P<0.05),凋亡率、ROS相对水平、LDH及IL-1β、TNF-α、IL-6释放量、细胞BAX及RIP1、RIP3、MLKL蛋白相对表达升高(P<0.05)。与DEX组相比,DEX+胡黄连苷Ⅱ组细胞活力、BCL-2相对表达升高(P<0.05),凋亡率、ROS相对水平、LDH及IL-1β、TNF-α、IL-6释放量、细胞BAX及RIP1、RIP3、MLKL蛋白相对表达降低(P<0.05);DEX+RIP1过表达组细胞活力、BCL-2相对表达降低(P<0.05),凋亡率、ROS相对水平、LDH及IL-1β、TNF-α、IL-6释放量、细胞BAX及RIP1、RIP3、MLKL蛋白相对表达升高(P<0.05);DEX+空载质粒组细胞各指标差异无统计学意义(P>0.05);过表达RIP1可减弱胡黄连苷Ⅱ对DEX诱导的hFOB 1.19细胞的作用。结论胡黄连苷Ⅱ可通过下调RIP1/RIP3/MLKL通路而减轻炎症,从而抑制DEX诱导的成骨细胞凋亡。

模拟微重力环境下细胞焦亡调控成骨细胞功能的研究

目的探讨焦亡在模拟微重力环境下成骨细胞中的作用,研究焦亡对成骨细胞功能的影响。方法旋转细胞培养系统建立模拟微重力环境,采用CCK-8检测MC3T3-E1成骨细胞增殖水平,LDH检测细胞坏死率,ALP、茜素红染色检测成骨细胞分化、矿化水平,荧光Hoechst/PI双染、扫描电镜检测焦亡情况,caspase-1试剂盒检测caspase-1活性,q PCR、Western blot检测NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18以及OCN、COL-I的表达水平。确认焦亡发生后,分别加入MCC950和VX-765抑制剂检测焦亡水平以及成骨分化情况。结果模拟微重力环境下成骨细胞PI荧光明显增强,膜孔明显增多,细胞增殖减少,LDH释放增加,NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18表达水平升高,caspase-1活性。MCC950和VX-765可以明显降低焦亡水平,caspase-1活性明显降低,焦亡因子NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18均有不同程度降低,OCN、COL-I表达水平明显升高。结论模拟微重力环境下成骨细胞发生焦亡,成骨分化功能发生改变,焦亡可以调控成骨细胞功能参与其力学响应的进程,其具体机制还需进一步研究。

左归丸含药血清对成骨细胞中Ihh、Ptch、Smo、GLi1蛋白表达及破骨细胞数量的影响

目的 探讨左归丸含药血清对成骨细胞中Hedgehog-GLi通路关键蛋白表达及破骨细胞数量的影响。方法 选用50只雌性SD大鼠,随机分为空白对照组、假手术组、造模组。造模组大鼠切除双侧卵巢,12周后随机分为卵巢切除组(ovariectomy,OVX)、阳性对照组和左归丸组。阳性对照组大鼠灌服戊酸雌二醇混悬液,左归丸组大鼠灌服左归丸水煎液,连续干预7 d。末次给药1.5 h后,腹主动脉取血制备各组相应含药血清。建立成骨细胞、破骨细胞、骨磨片共培养体系,分为空白对照血清组、假手术血清组、OVX血清组、阳性对照血清组、左归丸含药血清组、激动剂组和激动剂+左归丸含药血清组,分别添加各组对应血清。免疫荧光法检测成骨细胞印度刺猬蛋白(Indian hedgehog,Ihh)、碎片蛋白(patched,Ptch)、润滑蛋白(smoothened,Smo)及GLi1蛋白表达;免疫组化法检测成骨细胞骨保护蛋白(osteoprotegerin,OPG)、核因子受体激活因子-κB配体(receptor activator for nuclear factor-κB ligand,RANKL)蛋白表达;对破骨细胞进行TRAP染色,计算TRAP+细胞数;ELISA检测共培养体系上清液中TRAP的含量。结果与假手术血清组比较,OVX血清组Ihh、Ptch、Smo、GLi1蛋白表达水平显著上调(P<0.01),RANKL/OPG比值增高;TRAP+细胞数和细胞上清液中TRAP含量亦明显增加(P<0.05)。与OVX血清组比较,左归丸含药血清组Ihh、Ptch、Smo、GLi1的蛋白表达明显下调,RANKL/OPG比值下降;TRAP+细胞数和细胞上清液中TRAP含量明显降低(P<0.05)。与激动剂组比较,加入左归丸含药血清后,Ihh、Ptch、Smo、GLi1的蛋白表达及RANKL/OPG比值均明显下降,TRAP+细胞个数及TRAP含量亦明显降低(P<0.05)。结论 左归丸含药血清可通过抑制异常活跃的Hedgehog-GLi信号通路,使Ihh、Ptch、Smo、GLi1的蛋白表达水平下调,降低RANKL/OPG比值,抑制破骨细胞的数量和活性,起到减少骨丢失作用。

原代成骨细胞来源胞外囊泡促进破骨细胞分化

目的:观察原代成骨细胞来源胞外囊泡(OB-EV)对破骨细胞增殖、分化的作用,探究胞外囊泡参与成骨细胞和破骨细胞之间通信的可能分子机制。方法:采用酶消化法分离原代成骨细胞,并以β-甘油磷酸钠、抗坏血酸、地塞米松成骨诱导液诱导培养,通过碱性磷酸酶染色及茜素红S染色鉴定成骨细胞分化及矿化功能。收集成骨细胞培养上清液,采用超速离心法提取囊泡分泌物,并通过透射电镜观察囊泡形态,蛋白质印迹法鉴定胞外囊泡表面特征性标志物肿瘤易感基因101(TSG101)、ALG-2相互作用蛋白X(Alix)和分化抗原9(CD9)。采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)实验检测OB-EV对RAW264.7的增殖作用。进一步通过蛋白质印迹法检测OB-EV与核因子κB受体活化因子配体(RANKL)联合作用后RAW264.7破骨分化标志物的表达水平。将OB-EV处理的小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMM)通过抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察并比较破骨细胞数,明确OB-EV对破骨细胞分化的影响。结果:透射电镜观察提取的OB-EV呈直径为30~150 nm的双层杯状结构,且TSG101、Alix、CD9呈阳性表达。CCK-8实验结果显示高浓度(20μg/mL以上)OB-EV抑制RAW264.7增殖(P<0.05)。蛋白质印迹法检测发现RAW264.7中c-Fos、活化T细胞核因子(NFATc1)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)等破骨细胞分化标志蛋白表达明显增加,且随OB-EV浓度增加而增加(P<0.05)。此外,将OB-EV与RANKL联合作用于BMM,结果显示TRAP阳性细胞较RANKL对照组显著增多(P<0.05)。结论:OB-EV可促进破骨前体细胞向破骨细胞分化,但高浓度OB-EV会抑制细胞增殖。

组蛋白修饰对破骨细胞和成骨细胞分化及功能的调节

组蛋白修饰作为表观遗传学机制之一,在染色质结构、核小体定位、基因表达调控等方面发挥着至关重要的作用。近年研究发现,乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等组蛋白修饰方式对破骨细胞及成骨细胞分化过程进行调控并影响骨稳态。本文对组蛋白修饰在破骨细胞和成骨细胞分化及功能调节方面的研究进展进行综述。

骨疏方调节FoxO3a/Wnt信号通路对H_(2)O_(2)诱导成骨细胞损伤的影响

目的探讨骨疏方调节FoxO3a/Wnt信号通路对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导成骨细胞损伤的影响。方法CCK-8法检测不同浓度(0.01、0.1、1、10、100μmol/L)的骨疏方对H_(2)O_(2)诱导的MC3T3-E1细胞活力。随后设置对照组、H_(2)O_(2)(150μmol/L H_(2)O_(2))组、骨疏方组、骨疏方+空载体组、骨疏方+FoxO3a过表达组。CCK-8法、ELISA分别检测细胞活力、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA);成骨诱导分化后,碱性磷酸酶(ALP)试剂盒及茜素红分析ALP活性、细胞骨矿化结节;qRT-PCR检测成骨相关基因OPN mRNA、Runx2 mRNA以及FoxO3a mRNA表达水平;Western blot检测通路相关蛋白FoxO3a、Wnt2、β-连环蛋白(β-catenin)表达水平。结果与对照组比较,H_(2)O_(2)组MDA、FoxO3a表达显著增加,细胞活力、SOD、ALP活性、骨矿化结节数量、OPN mRNA、Runx2 mRNA、Wnt2、β-catenin表达显著降低(P<0.05);与H_(2)O_(2)组比较,骨疏方组MDA、FoxO3a表达显著降低,细胞活力、SOD、ALP活性、骨矿化结节数量、OPN mRNA、Runx2 mRNA、Wnt2、β-catenin表达显著增加(P<0.05);与骨疏方+空载体组比较,骨疏方+FoxO3a过表达组MDA、FoxO3a表达显著增加,细胞活力、SOD、ALP活性、骨矿化结节数量、OPN mRNA、Runx2 mRNA、Wnt2、β-catenin表达显著降低(P<0.05)。结论骨疏方可改善H_(2)O_(2)诱导成骨细胞损伤,可能与抑制FoxO3a/Wnt信号通路有关。

PTHrP促进RANKL诱导巨噬细胞分化为破骨细胞参与中耳胆脂瘤骨破坏

目的:骨质进行性吸收破坏是中耳胆脂瘤最重要的临床特征之一,可导致一系列颅内外并发症,而目前中耳胆脂瘤骨破坏的机制尚未明确。本研究旨在探究甲状旁腺激素相关蛋白(parathyroid hormone-related protein,PTHrP)参与中耳胆脂瘤骨破坏的机制。方法:收集后天性中耳胆脂瘤患者的25例胆脂瘤标本和13例外耳道正常皮肤组织标本。采用免疫组织化学染色方法检测PTHrP、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator for nuclear factor-kappa B ligand,RANKL)和骨保护素(osteoprotegerin,OPG)在中耳胆脂瘤和外耳道正常皮肤组织中的表达,抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色法检测中耳胆脂瘤和外耳道正常皮肤组织中是否存在TRAP阳性多核巨噬细胞。选取小鼠单核巨噬细胞RAW264.7细胞进行干预,分为RANKL干预组和PTHrP+RANKL共同干预组,采用TRAP染色法检测2组破骨细胞的生成情况,实时聚合酶链反应(real-time polymerase chain reaction,real-time PCR)检测干预后2组破骨细胞相关基因TRAP、组织蛋白酶K(cathepsin K,CTSK)和活化T细胞核因子1(nuclear factor of activated T cell cytoplasmic 1,NFATc1)的mRNA表达水平,骨吸收陷窝实验检测2组破骨细胞的骨吸收功能。结果:免疫组织化学染色结果显示,PTHrP和RANKL在中耳胆脂瘤组织中的表达均显著增高,OPG表达降低(均P<0.05),且PTHrP的表达与RANKL、RANKL/OPG比值均呈显著正相关,与OPG表达呈显著负相关(分别r=0.385、r=0.417、r=-0.316,均P<0.05)。同时,PTHrP、RANKL的表达水平与中耳胆脂瘤的骨破坏程度均呈显著正相关(分别r=0.413、r=0.505,均P<0.05)。TRAP染色结果显示中耳胆脂瘤上皮周围基质中有大量TRAP阳性细胞,并存在细胞核数量为3个或3个以上的TRAP阳性破骨细胞。RANKL或PTHrP+RANKL联合干预5 d后,与RANKL干预组相比,PTHrP+RANKL联合干预组的破骨细胞数量显著增加(P<0.05),且破骨细胞相关基因TRAP、CTSK和NFATc1的mRNA表达水平均升高(均P<0.05)。骨吸收陷窝扫描电镜结果显示RANKL干预组、PTHrP+RANKL联合干预组的骨片表面均形成骨吸收陷窝;与RANKL干预组相比,PTHrP+RANKL联合干预组的骨片表面骨吸收陷窝数量显著增加(P<0.05),面积也更大。结论:PTHrP可能通过促进RANKL诱导胆脂瘤组织周围基质中的巨噬细胞分化为破骨细胞,参与中耳胆脂瘤骨破坏。

补肾健脾活血方调控Apaf-1/CHOP-Caspase-9/Bcl-2通路抑制成骨细胞氧化应激

目的探讨补肾健脾活血方对减轻大鼠成骨细胞氧化应激损伤和调控线粒体介导的细胞凋亡的机制。方法提取大鼠原代成骨细胞,通过CCK8实验检测补肾健脾活血方干预下对成骨细胞增殖活性的影响、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色检测成骨细胞ALP活性、茜素红染色检测成骨细胞的矿化情况、实时定量PCR检测Apaf-1和CHOP基因的mRNA表达、蛋白质印迹检测Caspase-9和Bcl-2蛋白表达量。结果CKK8实验和碱性磷酸酶染色表明氧化应激损伤的大鼠成骨细胞增殖活性显著降低,成骨分化受抑制,同时Apaf-1和CHOP的mRNA表达以及Caspase-9的蛋白表达明显增加(P≤0.01),Bcl-2蛋白表达则显著减少(P≤0.01);经补肾健脾活血方干预后,成骨细胞增殖活性得到明显的增强、成骨分化增加,Apaf-1和CHOP的mRNA及Caspase-9的蛋白表达均显著减少(P<0.05),而Bcl-2的蛋白表达则显著升高(P≤0.0001)。结论补肾健脾活血方可以促进成骨细胞增殖和成骨分化,显著降低Apaf-1和CHOP的mRNA及Caspase-9的蛋白表达,升高Bcl-2的蛋白表达量。补肾健脾活血方在减轻成骨细胞的氧化应激损伤和调控线粒体介导的细胞凋亡中起着重要作用。

miR-155/瘦素受体/AMPK轴在结核菌素诱导破骨细胞形成中的作用及机制

背景:破骨细胞异常活化在脊柱结核骨质破坏中起重要作用。在骨质疏松发病过程中,敲低miR-155通过增加瘦素受体的表达来激活磷酸腺苷依赖的蛋白激酶(AMP-dependent protein kinase,AMPK),进而抑制破骨细胞分化及骨吸收。但miR-155/瘦素受体/AMPK轴在脊柱结核骨质破坏中的作用尚不清楚。目的:研究miR-155/瘦素受体/AMPK轴在结核菌素诱导破骨细胞形成中的作用及机制。方法:培养单核巨噬细胞RAW264.7细胞,用不同浓度(1.0,2.5,5.0,10.0 IU/mL)结核菌素处理,转染阴性对照序列或miR-155抑制物、阴性对照siRNA序列或瘦素受体siRNA序列。采用抗酒石酸酸性磷酸酶染色检测破骨细胞数量,荧光定量PCR检测miR-155 mRNA表达,Western blot检测瘦素受体、p-AMPK蛋白表达,双荧光素酶报告基因验证miR-155靶向瘦素受体。结果与结论:①与对照组比较,2.5,5.0,10.0 IU/mL结核菌素组破骨细胞数量、miR-155 mRNA表达水平明显增加,瘦素受体、p-AMPK蛋白表达水平明显降低(P<0.05);②与阴性对照+5.0 IU/mL结核菌素组比较,miR-155抑制物+5.0 IU/mL结核菌素组破骨细胞数量、miR-155 mRNA表达水平明显降低,瘦素受体、p-AMPK蛋白表达水平明显增加(P<0.05);③与阴性对照组比较,miR-155抑制物组瘦素受体野生型双荧光素酶报告基因的荧光活力增加,miR-155模拟物组瘦素受体野生型双荧光素酶报告基因的荧光活力降低(P<0.05);④与阴性对照siRNA+miR-155抑制物+5.0 IU/mL结核菌素组比较,瘦素受体siRNA+miR-155抑制物+5.0 IU/mL结核菌素组miR-155 mRNA表达水平无明显变化(P>0.05),破骨细胞数量明显增加,瘦素受体、p-AMPK蛋白表达水平明显降低(P<0.05);⑤结果表明,结核菌素通过增加miR-155表达抑制下游瘦素受体表达及AMPK激活,进而诱导破骨细胞形成。

岩藻黄质活化核因子E2相关因子2改善糖皮质激素诱导的成骨细胞凋亡

背景:骨质疏松症发病率高,易导致骨折等并发症的发生,而现有药物干预不良反应大,难以满足临床需求。目的:探索岩藻黄质对糖皮质激素诱导成骨细胞骨质疏松症模型的作用与潜在机制。方法:将原代大鼠成骨细胞接种于6孔板内,待细胞融合度达到80%后分4组干预:对照组单纯培养24 h,糖皮质激素组使用地塞米松干预24 h,岩藻黄质组使用岩藻黄质干预24 h,糖皮质激素+岩藻黄质组使用地塞米松与岩藻黄质同时干预24 h。干预结束后,检测细胞增殖、凋亡、细胞内活性氧含量以及凋亡相关蛋白、骨形成相关蛋白、细胞核核因子E2相关因子2的蛋白表达。结果与结论:①CCK-8检测显示,与对照组比较,糖皮质激素组细胞活性降低(P<0.05);与糖皮质激素组比较,糖皮质激素+岩藻黄质组细胞活性升高(P<0.05);②JC-1线粒体膜电位染色与流式细胞学检测显示,与对照组比较,糖皮质激素组细胞凋亡比例增加(P<0.05);与糖皮质激素组比较,糖皮质激素+岩藻黄质组细胞凋亡比例减少(P<0.05);③Western Blot检测显示,与对照组比较,糖皮质激素组BAX、裂解聚ADP核糖聚合酶的蛋白表达升高(P<0.05),BCL2、Ⅰ型胶原蛋白α1肽链、碱性磷酸酶、骨钙蛋白、RUNX2的蛋白表达降低(P<0.05);与糖皮质激素组比较,糖皮质激素+岩藻黄质组BAX、裂解聚ADP核糖聚合酶的蛋白表达降低(P<0.05),BCL2、Ⅰ型胶原蛋白α1肽链、碱性磷酸酶、骨钙蛋白、RUNX2的蛋白表达升高(P<0.05);④荧光探针检测显示,与对照组比较,糖皮质激素组活性氧含量增加(P<0.05);与糖皮质激素组比较,糖皮质激素+岩藻黄质组活性氧含量减少(P<0.05);⑤免疫荧光染色与Western Blot检测显示,与对照组比较,糖皮质激素组细胞核核因子E2相关因子2的蛋白表达降低(P<0.05);与糖皮质激素组比较,糖皮质激素+岩藻黄质组细胞核核因子E2相关因子2的蛋白表达升高(P<0.05);⑥结果表明,岩藻黄质通过活化核因子E2相关因子2改善糖皮质激素诱导的成骨细胞凋亡与骨形成相关分子表达。

针刀调控线粒体途径软骨细胞凋亡防治大鼠膝骨关节炎

背景:针刀治疗膝骨关节炎的疗效确切,但其作用机制并不十分明确。目的:基于破骨细胞相关受体-肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体-骨保护素(OSCAR-TRAIL-OPG)途径分析针刀对膝骨关节炎大鼠膝关节软骨细胞凋亡的影响。方法:采用随机数字表法将27只SD大鼠分为正常组(9只)、模型组(9只)、针刀组(9只),正常组大鼠常规饲养,不进行任何处理;模型组、针刀组采用膝关节内注射木瓜蛋白酶建立左后肢膝骨关节炎模型,造模成功后给予针刀组大鼠针刀干预,1次/周,共3次。干预结束后进行相关检测。结果与结论:①与正常组相比,模型组大鼠Lequesne MG行为学评分升高(P<0.01);与模型组相比,针刀组大鼠Lequesne MG行为学评分降低(P<0.01)。②苏木精-伊红染色显示与正常组相比,模型组大鼠膝关节软骨表面磨损且不平整,软骨细胞肿胀、破裂且数量减少,细胞排列杂乱;针刀组大鼠膝关节软骨表面较为平整,软骨细胞数量较多且排列较规整,结构基本清晰。③免疫组化染色显示与正常组相比,模型组大鼠膝关节软骨组织中OSCAR、TRAIL阳性表达增加(P<0.01),OPG阳性表达减少(P<0.01);与模型组相比,针刀组大鼠膝关节软骨组织中OSCAR、TRAIL阳性表达减少(P<0.01),OPG阳性表达增加(P<0.01)。④TUNEL染色显示与正常组相比,模型组软骨细胞凋亡数量增加(P<0.01);与模型组相比,针刀组软骨细胞凋亡数量减少(P<0.01)。⑤RT-qPCR与Western blot检测显示与正常组相比,模型组大鼠关节软骨组织中OSCAR、TRAIL、Bax表达升高(P<0.01),OPG、Bcl-2表达降低(P<0.01);与模型组相比,针刀组大鼠关节软骨组织中OSCAR、TRAIL、Bax表达降低(P<0.01),OPG、Bcl-2表达升高(P<0.01)。⑥针刀干预可减轻膝骨关节炎大鼠关节软骨组织损伤,该作用可能与OSCAR-TRAIL-OPG通路阻断线粒体途径凋亡信号释放有关。