Wnt/β-catenin与BMP-2/Smads信号通路及其相互作用对骨质疏松疾病的影响

[目的]对Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)和骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP-2)/Smads信号通路在骨代谢中的作用及其在骨质疏松症(osteoporosis,OP)预防和治疗中的作用进行综述,以期为OP相关疾病的预防和治疗提供新思路。[方法]通过中国知网、万方、Pubmed等数据库检索近年来国内外关于Wnt/β-catenin与BMP-2/Smads信号通路与OP疾病关系的实验研究文献,总结Wnt/β-catenin与BMP-2/Smads信号通路与OP疾病关系的研究概况。[结果]①Wnt/β-catenin信号传导对于骨骼谱系分化至关重要,可防止成骨细胞转分化为软骨细胞。其中的负调控信号分子可能是治疗骨质疏松症的药物靶点,并成为药物治疗骨质疏松症的手段之一。②BMP-2/Smads信号通路中的信号分子可用于骨质疏松靶标的治疗,但其应用时间、浓度也应再继续深入研究,以期达到更好的治疗骨质疏松的效果。③Wnt/β-catenin和BMP-2/Smads信号通路在许多生物学行为中相互重叠、互补或抑制,提示两种信号途径之间存在着复杂的交联关系。[结论]Wnt/β-catenin和BMP-2/Smads信号通路是调节成骨细胞生长、发育和分化的两个重要信号通路,在成骨细胞分化和骨形成过程中发挥重要作用。Wnt/β-catenin和BMP-2/Smads信号通路在OP的预防、治疗及新药的研制和开发中具有广泛应用前景。

BMP-2/Smads信号通路在低剂量X射线促成骨细胞分化与矿化中的作用

目的探讨骨形态蛋白2(BMP-2)/Smads信号通路在低剂量X射线促成骨细胞分化及矿化中的作用。方法将成骨细胞分为照射组及对照组,照射组给予单次0.1 Gy X射线照射,对照组处于相同的环境下不进行X射线照射。照射后24、48、72 h,采用CCK-8法检测细胞增殖活性,采用对硝基苯磷酸二钠法检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性,采用茜素红染色剂进行细胞矿化染色、十六烷基吡啶试剂进行定量;利用RT-PCR检测BMP-2、Smad1、Smad5、Smad4、成骨相关因子2(Runx2)、锌指结构转录因子(Osterix)及骨钙素(OCN)的mRNA表达;另取成骨细胞分为0.1 Gy组、0.1 Gy拮抗剂组、control组及control拮抗剂组。0.1 Gy组、control组处理同上,两个拮抗剂组分别在0.1 Gy组及control组处理的基础上加入浓度为10μg/m L的头蛋白(NOGGIN)拮抗剂0.5 mg,照射72 h后,分别采用Western blotting及ELISA法检测上述各指标蛋白的表达,并进行各组间的比较。结果照射组与对照组各时间成骨细胞增殖活性比较差异无统计学意义(P均>0.05)。与对照组比较,照射后48 h,照射组ALP活性升高(P<0.05);照射后72 h,照射组细胞矿化定量增加(P<0.05);照射后48 h,照射组BMP-2、Smad1、Smad5、Smad4、Runx2、Osterix及OCN的mRNA表达上调(P均<0.05);照射后72 h,照射组Smad1 mRNA相对表达量高于对照组(P<0.05)。照射后72 h,0.1 Gy组BMP-2、Smad1、Smad4、Smad5、Runx2、Osterix及OCN的蛋白相对表达量高于control组(P均<0.05);0.1 Gy拮抗剂组与control拮抗剂组上述各指标蛋白表达均下降,两组间各指标蛋白表达差异无统计学意义(P均>0.05)。结论 BMP-2蛋白在低剂量X射线照射的成骨细胞中表达升高,其可通过其自分泌/旁分泌方式激活细胞Smads信号通路进而调控下游成骨基因的表达,从而促进成骨细胞分化与矿化。

基于TGF-β_(1)/Smads信号通路探讨大蒜素对2型糖尿病大鼠肾纤维化的影响

目的:探讨大蒜素对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠肾纤维化和TGF-β_(1)/Smads信号通路的影响以及大蒜素对T2DM所致肾纤维化的作用机制。方法:将50只SD大鼠随机分为正常对照组、模型组和大蒜素低剂量组(5 mg/kg)、大蒜素中剂量组(10 mg/kg)、大蒜素高剂量组(20 mg/kg),每组10只。正常对照组大鼠常规饲养,其余各组采用高糖高脂饲料喂养加腹腔注射链尿佐菌素的方法复制T2DM大鼠模型。造模完成后,大蒜素各剂量组大鼠腹腔注射相应剂量大蒜素溶液,正常对照组及模型组腹腔注射等剂量生理盐水,每天1次,共4周。干预4周后,测定各组大鼠空腹血糖水平,称量体质量;生化分析法测定24h尿蛋白(24 hour urine protein,24h UP)、血清尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血清肌酐(serum creatinine,SCr)表达水平;苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)进行肾组织病理学检查;Masson染色进行肾组织纤维化检查并计算胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF);免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)法检测肾组织中转化生长因子β_(1)(transforming growth factor-β_(1),TGF-β_(1))、磷酸化Smad2(phospho-Smad2,p-Smad2)、p-Smad3蛋白表达以及Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ,ColⅠ)和Ⅲ型胶原蛋白(collagenⅢ,ColⅢ)表达。结果:与正常对照组比较,模型组大鼠肾小球增大、系膜基质增厚、肾小管上皮细胞空泡变性、炎性细胞浸润,大鼠空腹血糖、24h UP、BUN、SCr、CVF、TGF-β_(1)、p-Smad2、p-Smad3、Col I、ColⅢ均升高,体质量下降;与模型组比较,大蒜素中、高剂量组大鼠空腹血糖水平降低、体质量升高(P<0.05),24h UP和血清BUN、SCr水平降低(P<0.01),病理学改变改善;与模型组比较,大蒜素低、中、高剂量组大鼠肾组织纤维化改善,肾组织CVF降低(P<0.01);与模型组比较,大蒜素中、高剂量组大鼠肾组织TGF-β_(1)、p-Smad2、p-Smad3、Col I、ColⅢ蛋白表达下调(P<0.01)。结论:大蒜素对T2DM大鼠肾纤维化具有抑制作用,其机制可能与大蒜素调控TGF-β_(1)/Smads信号通路进而抑制细胞外基质生成有关。

黄芪多糖通过TGF-β1/Smads通路对哮喘大鼠Th1/Th2免疫失衡的调节作用

目的:探讨黄芪多糖通过转化生长因子(TGF)-β1/Smads信号通路对哮喘大鼠辅助性T细胞(Th)l/Th2免疫失衡的调节作用。方法:选择雄性SD大鼠40只,分为对照组、模型组、黄芪多糖低、中、高剂量组,各8只。建立慢性哮喘大鼠模型,对照组和模型组大鼠尾静脉注射等体积0.9%氯化钠溶液,川芎嗪低、中、高剂量腹腔注射川芎嗪,各组均连续治疗14 d。干预后检测各组大鼠支气管黏膜受损面积和平滑肌厚度,收集各组大鼠支气管肺泡灌洗液(BALF),测定白细胞介素-4(IL-4)、干扰素-γ(IFN-γ)水平变化,苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织结构变化,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)对肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达进行测定。结果:与对照组比较,模型组支气管黏膜受损面积、平滑肌厚度增加,与模型组比较,黄芪多糖各组均下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。与对照组比较,模型组BALF中IFN-γ水平降低,IL-4水平升高,与模型组比较,黄芪多糖各组BALF中IFN-γ水平均升高,IL-4水平均下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。模型组肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达较对照组升高,黄芪多糖各组肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达较模型组下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。结论:黄芪多糖通过抑制TGF-β1/Smads信号激活阻止哮喘大鼠气道炎症,调节Th1/Th2比值失衡,改善大鼠肺组织病理损伤。

HDAC3抑制剂RGFP966通过下调TGF-β1/SMAD3/STAT-1信号通路抑制AIM2炎症小体活化和EMT缓解子宫内膜纤维化

目的探讨HDAC3抑制剂RGFP966缓解子宫内膜纤维化的分子机制。方法将18只6~8周雌性SD大鼠随机分为3组,Control组、IUA模型组(即宫内粘连大鼠模型组)、RGFP966治疗组(IUA模型组给予HDAC3抑制剂RGFP966治疗),每组6只。建立IUA大鼠模型。ELISA测定大鼠血清炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6水平。qPCR法测定大鼠子宫内膜组织上皮间质转化标志物E-cadherin、N-cadherin、α-SMA、Vimentin mRNA相对表达水平。蛋白质印迹法测定大鼠子宫内膜组织TGF-β1、SMAD3、p-STAT-1、STAT-1、AIM2、IL-18、cleaved-IL-1β、IL-1β的表达水平。结果与Control组相比,IUA模型组大鼠子宫角壁变薄,血清炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平升高(P<0.05);E-cadherin mRNA相对表达水平降低,N-cadherin、α-SMA、Vimentin mRNA相对表达水平升高(P<0.05);TGF-β1、SMAD3、p-STAT-1蛋白质表达水平增强(P<0.05);AIM2、IL-18、cleaved-IL-1β的表达水平增强(P<0.05)。与IUA模型组相比,RGFP966治疗组部分逆转(P<0.05)了上述指标。STAT-1和IL-1β的表达水平在上述3个分组中无明显差异(P>0.05)。结论HDAC3的抑制剂RGFP966可通过下调TGF-β1/SMAD3/STAT-1信号通路抑制AIM2炎症小体和EMT,缓解子宫内膜纤维化。

BMP⁃2/Smad信号通路探讨金匮肾气丸对BMSCs成骨分化的影响

目的观察金匮肾气丸含药血清对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化的影响并探讨其发生的作用机制。方法制备金匮肾气丸含药血清,CCK⁃8法筛选出最佳浓度的金匮肾气丸含药血清对BMSCs向成骨分化的影响。将BMSCs分为空白组(control组)、成骨诱导组(OIS)、空白血清组(ROIS组)及含药血清组(JKSQ⁃OIS),分别对各组BMSCs进行成骨诱导。连续干预14 d及21 d后,分别进行碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色镜下观察各组碱性磷酸酶活性和成骨矿化水平;连续干预14 d后,实时荧光定量PCR(q⁃PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)分别检测各组BMSCs中骨形态发生蛋白2(BMP⁃2)、Smad1、ALP、Runt相关转录因子2(runt⁃related transcription factor 2,Runx2)及成骨细胞特异性转录因子(Osterix,OSX)mRNA和蛋白的相对表达量。结果与control组相比,OIS组与ROIS组出现点状矿化结节,ALP染色轻微变深,ALP和Runx2 mRNA及蛋白的表达上升(P<0.05,P<0.01),OSX的表达上升但不明显(P>0.05);与OIS组相比,JKSQ⁃OIS组矿化结节成片分布,ALP染色明显加深,BMP⁃2、Smad1、ALP和Runx2 mRNA及蛋白的表达上升(P<0.05,P<0.01),OSX mRNA及蛋白表达有上升趋势(P>0.05)。结论金匮肾气丸含药血清可能通过调控BMP⁃2/Smad信号通路,上调ALP、Runx2和OSX的表达,促进BMSCs向成骨分化,改善OP。

益肾降糖饮对糖尿病肾脏病大鼠TGF-β1/SMAD2/3信号通路的调节作用

目的:观察益肾降糖饮对糖尿病肾脏病(DKD)大鼠TGF-β1/SMAD2/3信号通路的调节作用。方法:随机将30只大鼠分为对照组、模型组、益肾降糖饮低剂量组、益肾降糖饮高剂量组、达格列净组,以柠檬酸缓冲液溶解的1%链脲佐菌素(STZ)经腹腔注射建立DKD大鼠实验模型。经8w治疗后,检测并比较各实验组大鼠禁食状态下的血糖、24h尿蛋白、肾组织病理的变化,以及转化生长因子-β1(TGF-β1)/SMAD2/3信号通路、纤维粘连蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达情况。结果:与模型组比较,益肾降糖饮低剂量组、益肾降糖饮高剂量组大鼠的肾重指数、空腹血糖、24h尿蛋白、TGF-β1、SMAD2/3、纤维粘连蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达及肾纤维化程度均明显降低(P<0.05或P<0.01)。结论:益肾降糖饮可通过干预TGF-β1/SMAD2/3信号传导,从而延缓DKD大鼠肾纤维化的进展。

血流限制抗阻训练通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路减轻2型糖尿病大鼠肾纤维化

目的:探究血流限制抗阻训练对2型糖尿病(T2DM)大鼠肾纤维化的影响及其通过抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)/Smad家族成员3(Smad3)信号通路减轻肾纤维化的潜在机制。方法:采用高脂饲料和链脲佐菌素(STZ)联合制备大鼠T2DM模型,造模成功后随机分为T2DM对照(CON,n=5)组、低负荷抗阻训练(LRT,n=5)组、高负荷抗阻训练(HRT,n=5)组、血流限制(BFR,n=5)组和血流限制抗阻训练(BFRT,n=5)组,进行为期8周的运动训练。记录各组大鼠肾脏指数、空腹血糖(FBG)、血清肌酐(SCr)和血尿素氮(BUN)水平;通过HE和Masson染色观察肾脏形态学变化,并计算胶原容积分数(CVF);RT-qPCR检测肾脏组织中Klotho、TGF-β1和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的mRNA表达水平;Western blot检测肾脏组织中Klotho、TGF-β1、Smad3、磷酸化Smad3(p-Smad3)、α-SMA和结缔组织生长因子(CTGF)的蛋白水平。结果:对比其他各组,血流限制抗阻训练组大鼠FBG、SCr、BUN和肾脏CVF显著下降(P<0.05),Klotho表达水平显著上升(P<0.05),TGF-β1、p-Smad3、CTGF和α-SMA表达水平显著下降(P<0.05),Smad3表达水平无显著变化(P>0.05)。结论:血流限制抗阻训练可减轻T2DM大鼠肾纤维化程度,其机制可能与上调Klotho表达,阻断TGF-β1/Smad3信号通路,从而抑制细胞外基质的沉积有关。

BMP-7/Smads信号通路在胆总管结扎大鼠肝纤维化组织中的表达及意义

目的探讨BMP-7/Smads信号通路在胆总管结扎大鼠肝纤维化组织中的表达及意义。方法将雄性Wistar大鼠简单随机化分组成假手术组,胆总管结扎7天组、14天组、28天组、42天组,采用胆总管结扎方法制备大鼠胆汁淤积肝纤维化模型。苏木精-伊红染色、Msaaon染色观察各组大鼠肝组织形态及胶原沉积情况,实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)测各组大鼠肝脏中α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、纤连蛋白(fibronectin,FN)等肝纤维化指标mRNA的表达变化,免疫组化法明确肝脏胶原蛋白Ⅰ(collagenⅠ)沉积情况,Western blot法检测各组肝组织内FN、collagenⅠ、胶原蛋白Ⅲ(collagenⅢ)、α-SMA和金属基质蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase,TIMP1)等蛋白的表达,同时用免疫组化法及Western blot法检测各组肝组织内BMP-7及p-Smad1/5/8蛋白定位及表达量的变化。结果与假手术组比较,胆总管结扎组随着胆总管结扎时间延长,肝纤维化程度逐渐加重,肝内胶原增生明显,形成粗大的纤维间隔,肝组织内FN、α-SMA、collagenⅠ、collagenⅢ及TIMP1蛋白的表达明显增多,且差异有统计学意义(P<0.05),在肝纤维化组织内,BMP-7及p-Smad1/5/8蛋白在肝纤维化早期显著升高,随着纤维化程度加重,其表达逐渐减少,与假手术组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论BMP-7/Smads信号通路在大鼠肝纤维化早期明显激活,作为一种保护性措施发挥内源性保护作用,而随着肝纤维化的进展,BMP-7/Smads信号通路的激活程度逐渐减弱,这一作用逐渐被削弱。

基于TGF-β1/Smad2/3信号通路探讨茴香胶囊抗支气管哮喘作用及机制

目的探讨茴香胶囊抗支气管哮喘作用及潜在机制。方法采用环磷酰胺腹腔注射法建立小鼠免疫低下模型评价茴香胶囊免疫增强作用;采用浓氨水引咳法及酚红排泄法评价茴香胶囊止咳祛痰活性;采用卵清蛋白致敏和激发方式构建支气管哮喘小鼠模型,实验过程中观察并记录小鼠体重及行为学变化;检测小鼠肺泡灌洗液(BALF)中炎症细胞计数;ELISA法检测免疫球蛋白E(IgE)、γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-17A(IL^(-1)7A)、转化生长因子-β1(TGF-β1)水平;HE和Masson染色观察肺组织病理学变化;RT-qPCR、Western blot检测TGF-β1/Smad2/3通路相关蛋白表达。结果茴香胶囊可增强免疫低下小鼠的免疫功能,延长小鼠咳嗽潜伏期,减少小鼠咳嗽次数,增加小鼠气管酚红排泌量,降低支气管哮喘小鼠BALF中白细胞等炎性细胞数量,降低IgE、IL-4、IL^(-1)7A、TGF-β1水平,增加IFN-γ水平,减轻小鼠肺组织病理学变化;下调TGF-β1/Smad2/3通路相关蛋白表达。结论茴香胶囊可能通过增强机体免疫力、止咳祛痰缓解支气管哮喘小鼠哮喘症状,调节Th1/Th2失衡、降低肺组织中炎症因子水平、下调TGF-β1/Smad2/3信号通路减少气道炎症及气道重塑。

丹曲林对心房颤动大鼠心肌纤维化及TGF-β_(1)/Smad2信号通路的影响

目的:探讨丹曲林对心房颤动大鼠心肌纤维化及转化生长因子-β_(1)(TGF-β_(1))/Smad2信号通路的影响。方法:72只SD大鼠采用随机数字表法分为空白对照组、模型组、丹曲林低剂量组、丹曲林高剂量组、阳性对照组、丹曲林高剂量+SRI-011381(TGF-β激动剂)组,每组12只。丹曲林低剂量组、丹曲林高剂量组大鼠分别腹腔注射5、10 mg/kg丹曲林;阳性对照组大鼠灌胃20 mg/kg维拉帕米;丹曲林高剂量+SRI-011381组大鼠腹腔注射10 mg/kg丹曲林和30 mg/kg SRI-011381;空白对照组、模型组大鼠腹腔注射等体积生理盐水,每日1次,持续4周。4周后,除空白对照组外,其余各组大鼠均按1 mL/kg尾静脉注射乙酰胆碱-氯化钙混合液(乙酰胆碱66μg/mL+氯化钙10 mg/mL)构建心房颤动模型,空白对照组大鼠尾静脉注射等体积生理盐水,每日1次,持续1周,1周后采集心电图数据并记录心房颤动诱发时间;彩色多普勒超声仪检测左室舒张末期内径(LVEDD)、左室缩短分数(LVFS)、左室射血分数(LVEF)、左室收缩末期内径(LVESD)的变化;苏木精-伊红(HE)染色检测大鼠心肌组织病理损伤;Masson染色检测大鼠心肌纤维化;免疫组化法检测心肌组织中Ⅰ型胶原蛋白(COL-Ⅰ)、Ⅲ型胶原蛋白(COL-Ⅲ)表达;酶联免疫吸附测定法(ELISA)法检测心肌组织中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)水平;蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测TGF-β_(1)、p-Smad2、α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)蛋白表达。结果:与空白对照组比较,模型组大鼠心律不齐,心肌组织病理损伤及纤维化严重,LVEDD、LVESD、COL-Ⅰ、COL-Ⅲ阳性表达及IL-1β、TNF-α水平以及TGF-β_(1)、p-Smad2、α-SMA蛋白表达升高,LVFS、LVEF降低(P<0.05);与模型组比较,丹曲林低剂量组、丹曲林高剂量组、阳性对照组对应指标变化趋势与上述相反,且丹曲林浓度越高,对应的变化趋势越明显(P<0.05);SRI-011381减弱了高剂量丹曲林对心房颤动大鼠心肌纤维化及炎症反应的抑制作用。结论:丹曲林可能通过抑制TGF-β_(1)/Smad2信号通路减轻心房颤动大鼠心肌纤维化及炎症反应。

β2肾上腺素受体通过TGF-β1/Smad3信号通路调控创面愈合中的纤维增生

目的探讨β2肾上腺素受体(β2 adrenergic receptor,ADRB2)在创面愈合过程中对纤维增生的调控机制。方法将12只小鼠背部皮肤随机注射非特异性敲减ADRB2基因的腺相关病毒(AAV-ADRB2组,n=6)和对照病毒(AAV-NC组,n=6)21 d后,在背部建立全层皮肤缺损创面愈合模型。记录术后第1、3、5、7天创面愈合率;采用H-E染色、Masson染色和免疫组化染色观察创面组织结构、纤维化程度及α-平滑肌肌动蛋白表达;定量PCR检测ADRB2、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)mRNA水平;Western印迹法检测胶原纤维1A1、胶原纤维3A1、TGF-β1、Smad3蛋白表达水平。结果术后第5、7天,AAV-ADRB2组创面愈合率显著下降(P<0.05),伴随表皮增厚、炎症细胞增多、纤维细胞减少、胶原沉积降低;α-SMA水平显著下降(P<0.05);COL1A1/COL3A1比例减少(P<0.05);ADRB2 mRNA水平显著降低(P<0.01),MMP-1和MMP-8 mRNA水平升高(P<0.01);TGF-β1/Smad3蛋白水平显著下降(P<0.05)。结论ADRB2敲减通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路,减少创面纤维化反应和结缔组织含量,提高MMP mRNA水平,降低Ⅰ型/Ⅲ型胶原比例。

ALK4-Smad2/3信号通路在特发性肺纤维化中的作用及机制研究

目的:探讨ALK4对肺纤维化的作用及其机制。方法:野生型(ALK4^(+/+))小鼠和ALK4^(+/-)小鼠分别分为生理盐水组(对照组)及博来霉素模型组(实验组),使用HE及Masson两种染色观察肺纤维化程度,使用Western印迹检测ALK4、p-Smad2、p-Smad3及t-Smad2/3的蛋白表达水平,使用RT-qPCR检测CollagenⅠ、Fibronectin、α-SMA的mRNA表达水平,独立样本t检验统计实验数据。结果:ALK4在博来霉素诱导的肺纤维化组织中表达水平显著升高(P<0.05);低表达ALK4抑制了博来霉素诱导的肺纤维化;博来霉素诱导的肺纤维化小鼠中ALK4^(+/-)组CollagenⅠ、Fibronectin、α-SMA的mRNA表达明显低于ALK4^(+/+)组(P<0.05);博来霉素诱导的肺纤维化小鼠中ALK4^(+/-)组的p-Smad2、p-Smad3表达水平均显著低于ALK4^(+/+)组(P<0.05)。结论:下调ALK4表达可以抑制Smad2/3信号传导,进而抑制肺间质纤维化的形成,因此ALK4可能成为特发性肺纤维化的潜在治疗靶点。

藤黄健骨丸调控BMP-2/Smad信号通路治疗绝经后骨质疏松症

目的观察藤黄健骨丸对绝经后骨质疏松症模型大鼠的治疗作用。方法将72只雌性大鼠随机分为6组,分别为假手术组(SHAM)、模型组(OVX)、仙灵骨葆胶囊组(XLGB)、藤黄健骨丸低剂量组(THJGW-L)、藤黄健骨丸中剂量组(THJGW-M)及藤黄健骨丸高剂量组(THJGW-H)。手术造模3 d后给药,除假手术组、模型组灌胃蒸馏水外,其余4组均按照相应剂量灌胃药物。连续灌胃8周后,分别检测大鼠术后各阶段体质量、子宫和肾脏重量、骨强度值,观察股骨病理变化。Western-blot法检测大鼠股骨中Runx2、BMP-2和Smad1蛋白表达水平。结果实验结果显示,藤黄健骨丸可以增加去卵巢大鼠的子宫和肾脏重量,能够提高去卵巢大鼠的股骨荷载力,改善骨微结构,增加钙离子沉积,增加骨细胞数量。Western-blot结果显示去势大鼠骨组织中Runx2、BMP-2和Smad1相对蛋白水平降低,经过藤黄健骨丸治疗后,Runx2、BMP-2和Smad1相对蛋白水平显著升高。结论藤黄健骨丸可以提高去势大鼠骨强度,改善骨组织形态,其作用机制可能与调控BMP-2/Smad信号通路来促进骨形成,对绝经后骨质疏松症有一定的治疗作用。

Kindlin-2介导TGF-β/Smads信号通路在糖尿病肾病模型小鼠肾小管间质纤维化的作用研究

目的探讨Kindlin-2介导转化生长因子-β(TGF-β)/Smads信号通路在糖尿病肾病模型小鼠肾小管间质纤维化中的作用。方法将9周龄雄性db/db糖尿病与db/m小鼠分为糖尿病肾病组与正常对照组,每组10只,12周后记录各组小鼠一般状态、尿液、体质量和血生化指标,行过碘酸雪夫反应(PAS)染色和马松三色(Masson)染色观察肾脏病理病变情况,免疫组织化学技术检测肾小管间质Kindlin-2、TGF-β1、磷酸化Smad3(p-Smad3)、Smad3、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)原位表达,实时荧光定量(RT-qPCR)技术检测肾脏组织Kindlin-2、TGF-β1、p-Smad3、Smad3、α-SMA、E-cadherin mRNA水平。结果与正常对照组比较,糖尿病肾病组小鼠24小时尿蛋白定量[(239.88±44.31)mg/24 h比(20.16±6.03)mg/24 h]、体质量[(46.13±2.49)g比(23.47±2.19)g]、肾脏指数[(40.05±4.82)mg/g比(21.62±1.63)mg/g]、血糖[(49.86±7.51)mmol/L比(8.71±1.57)mmol/L]、血清尿素氮[(9.78±3.45)μmol/L比(6.02±1.65)μmol/L]、血清肌酐[(43.81±6.54)μmol/L比(29.53±3.19)μmol/L]、血清总胆固醇[(4.52±0.85)mmol/L比(2.62±0.38)mmol/L]及血清三酰甘油[(2.20±0.49)mmol/L比(0.91±0.25)mmol/L]水平明显增加(P<0.01),血清白蛋白[(24.30±1.77)g/L比(33.87±3.20)g/L]水平明显降低(P<0.01),Kindlin-2[(1.41±0.17)比(0.91±0.16)]、TGF-β1[(2.66±0.55)比(0.90±0.19)]、p-Smad3[(1.26±0.27)比(0.49±0.12)]、Smad3[(1.60±0.38)比(0.85±0.13)]、α-SMA[(2.12±0.44)比(0.85±0.13)]mRNA水平明显增加(P<0.05或P<0.01),E-cadherin mRNA[(0.47±0.10)比(0.86±0.27)]明显降低(P<0.05)。糖尿病肾病组肾小管间质病变较严重,且kindlin-2、TGF-β1、p-Smad3、Smad3、α-SMA原位阳性表达强度明显增强,E-cadherin原位表达强度显著降低。Kindlin-2 mRNA的水平与TGF-β1 mRNA水平(r=0.823,P<0.001)、Smad3 mRNA水平(r=0.692,P<0.001)呈显著正相关。结论Kindlin-2可能通过介导TGF-β/Smads信号通路加速糖尿病肾小管间质纤维化。

基于BMP-2/Smads信号通路研究傣族药肾叶山蚂蝗对去卵巢大鼠骨质疏松的保护作用及机制

研究傣族药肾叶山蚂蝗对去卵巢大鼠骨质疏松的保护作用及其机制。通过复制去卵巢骨质疏松模型,探讨肾叶山蚂蝗治疗绝经后骨质疏松症(PMOP)的药效和作用机制。大鼠随机分为假手术组,模型组,仙灵骨葆组以及肾叶山蚂蝗低、中、高剂量组。除假手术组切除双侧卵巢周围脂肪组织外,其余各组均行双侧卵巢切除术。术后恢复性饲养2周,假手术组和模型组分别给予等体积的0.5%CMC-Na,仙灵骨葆组和肾叶山蚂蝗各剂量组分别给予仙灵骨葆和不同浓度的肾叶山蚂蝗醇提物,每天灌胃1次,连续14周。实验期间观察体质量变化,实验结束后取血检测血清中雌激素(E_(2))、1,25二羟基维生素D_(3)[1,25(OH)_(2)D_(3)]、钙(Ca)和磷(P)的含量;采用micro-CT技术对股骨骨微结构进行三维分析;实时定量PCR(RT-PCR)检测大鼠胫骨中骨形态发生蛋白2(BMP-2)、核心结合蛋白因子2(Runx2)和成骨细胞特异性转录因子Osterix(OSX)mRNA的表达;蛋白免疫印记法(Western blot)检测大鼠胫骨BMP-2、Runx2和OSX蛋白表达情况。结果显示,肾叶山蚂蝗能显著抑制大鼠体质量的增长,改善子宫外观形态,升高血清E_(2)、Ca、P和1,25(OH)_(2)D_(3)的含量,增加骨小梁的数量并能减少骨小梁断裂,改善骨微结构相关参数,同时能升高大鼠胫骨中BMP-2、Runx2和OSX mRNA和蛋白的表达。以上结果表明,肾叶山蚂蝗能显著改善去卵巢大鼠的骨质疏松,其作用机制可能与调控BMP-2/Smads信号通路相关。

BMP-2/Smads/Osterix信号在氟化钠诱导大鼠成骨细胞增殖分化中的作用研究

目的探讨氟化钠对大鼠颅骨成骨细胞增殖分化的影响,并进一步研究BMP-2/Smads/Osterix信号的调控机制。方法选择新生SD大鼠(24 h以内)颅骨,分离大鼠颅骨中的成骨细胞,进行体外原代培养。分别用不同浓度的氟化钠作用于成骨细胞,用噻唑蓝(MTT)、碱性磷酸酶观察氟化钠对大鼠成骨细胞的影响,并用蛋白印迹法测定BMP-2蛋白、Smad1/5/9蛋白、Osterix蛋白的表达。结果与对照组相比,低剂量的氟化钠(0.25mmol/L、0.50 mmol/L)暴露于成骨细胞,成骨细胞增殖明显、碱性磷酸酶活性增强,而当高剂量的氟化钠(2.00mmol/L、4.00 mmol/L)刺激成骨细胞,成骨细胞的增殖明显受到抑制、碱性磷酸酶活性降低;与对照组比较,低剂量氟化钠浓度为0.50 mmol/L时,BMP-2蛋白、Smad1/5/9蛋白、Osterix蛋白的表达水平显著升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论低浓度氟化钠可通过BMP-2/Smads/Osterix信号促进大鼠成骨细胞的增殖和分化,高浓度氟化钠则抑制成骨细胞的增殖分化。

三子养亲汤调控TGF-β1/Smad2/3信号通路抑制哮喘模型小鼠气道上皮间质转化的作用机制研究

目的:探讨三子养亲汤对哮喘模型小鼠气道上皮间质转化(EMT)的影响及其可能的分子机制。方法:将40只Balb/c小鼠随机分为正常组、模型组、地塞米松组(每日0.75 mg/kg)和三子养亲汤低、高剂量组(每日5.4、10.8 g/kg),每组8只。除正常组外其余各组小鼠采用鸡卵白蛋白(OVA)腹腔注射及滴鼻激发方式制作哮喘模型,于造模开始后第14天始,各给药组分别灌胃给予相应药物,正常组及模型组灌胃等量无菌水,各组均连续灌胃14 d。末次激发24 h后,每组随机选6只小鼠依次放入全体容积描计箱内,以不同浓度的氯化乙酰甲基胆碱(Mch)雾化1 min后,测定激发5 min内小鼠支气管收缩参数增强呼吸间歇(Penh)。随后各组小鼠予10%水合氯醛腹腔注射麻醉,摘眼球取血,分离血清,-80℃保存备测,取每组6只小鼠血清运用酶联免疫吸附法测定免疫球蛋白E(Ig E)水平。处死小鼠,取每组3只小鼠左上肺叶组织,苏木精伊红(HE)染色后观察小鼠肺组织病理。取每组6只小鼠右上肺组织,蛋白质免疫印迹(Westernblot)法检测肺组织TGF-β1、E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)相对表达量及磷酸化细胞信号转导分子2/3(P-Smad2/3)蛋白相对表达量。结果:经Mch激发后,模型组小鼠Penh值明显高于正常组(P<0.01);各给药组Penh值不同程度低于模型组,其中以地塞米松组(Mch各激发剂量)和三子养亲汤高剂量组(Mch=25.000 g/L)降低最为明显(P<0.01)。模型组小鼠血清IgE水平明显高于正常组(P<0.01),三子养亲汤低剂量组、地塞米松组小鼠血清IgE水平明显低于模型组(P<0.05)。与正常组比较,模型组小鼠肺组织炎症水平增加,气道平滑肌增厚,气道上皮细胞排列紊乱伴部分上皮细胞脱落;各给药组小鼠上述病理改变均明显改善,以三子养亲汤高剂量组及地塞米松组改善更为显著。模型组小鼠肺组织N-cadherin、α-SMA蛋白表达水平显著高于正常组(P<0.01),E-cadherin蛋白表达水平显著低于正常组(P<0.01);三子养亲汤高剂量组、地塞米松组小鼠肺组织E-cadherin蛋白相对表达量明显高于模型组(P<0.01),三子养亲汤各剂量组小鼠肺组织N-cadherin蛋白相对表达量明显低于模型组(P<0.01),各给药组小鼠肺组织α-SMA相对表达量均明显低于模型组(P<0.05,P<0.01)。模型组小鼠肺组织TGF-β1,P-Smad2/Smad2及P-Smad3/Smad3水平均显著高于正常组(P<0.01,P<0.05);三子养亲汤各剂量组小鼠肺组织上述蛋白相对表达量均显著低于模型组(P<0.05,P<0.01);三子养亲汤低剂量组TGF-β1水平及三子养亲汤各剂量组P-Smad2/Smad2水平均明显低于地塞米松组(P<0.05,P<0.01)。结论:三子养亲汤可能通过降低TGF-β1表达,抑制Smad2/3信号通路激活,从而减少哮喘气道EMT改变,达到治疗哮喘的目的。

透明质酸合成酶2通过调控TGF-β/SMAD4信号通路对肾细胞癌发生发展的影响

目的探讨透明质酸合成酶2(HAS2)在肾细胞癌(RCC)中的作用及其潜在分子机制。方法收集我院从2019年8月至2021年7月收治的RCC患者接受手术切除的30例RCC组织(RCC组)和30例癌旁组织(NAT组),RT-qPCR和Western blot实验分别检测HAS2 mRNA和蛋白在RCC组织和细胞中的表达。将NC-siRNA、HAS2-siRNA转染至细胞后,细胞计数试剂盒-8(CCK-8)检测RCC细胞的活力;流式细胞术检测RCC细胞凋亡情况;细胞划痕实验检测细胞迁移情况;Western blot检测RCC细胞中上皮-间充质转化(EMT)标志物E-cadherin、N-cadherin、Vimentin蛋白和凋亡蛋白标志物Bax、Caspase-3、Bcl-2蛋白以及TGF-β1、p-Smad4蛋白的表达。结果与NAT组比较,RCC组织中HAS2 mRNA和蛋白水平均显著升高(P<0.05);与正常肾近端小管上皮细胞(RPTEC)比较,RCC细胞系中HAS2 mRNA和蛋白水平均显著升高(P<0.05)。与Control组比较,HAS2-siRNA组细胞中HAS2 mRNA和蛋白水平显著降低,细胞增殖和迁移能力显著降低,细胞凋亡率显著升高,Bax和Caspase-3蛋白水平显著升高,Bcl-2蛋白水平显著降低,E-cadherin蛋白水平显著升高,N-cadherin和Vimentin蛋白水平显著降低,TGF-β1、p-Smad4蛋白水平均显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。NC-siRNA组与Control组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论沉默HAS2能抑制肾细胞癌细胞增殖、迁移和EMT,促进肾细胞癌细胞凋亡,其机制可能与调控TGF-β/SMAD4信号通路有关。

接骨七厘胶囊通过激活BMP/Smad信号通路促进大鼠桡骨骨折愈合

【目的】探讨接骨七厘胶囊通过激活骨形态发生蛋白(BMP)/Smad信号通路对大鼠桡骨骨折愈合的改善作用。【方法】(1)构建大鼠桡骨骨折模型,检测大鼠血清中碱性磷酸酶(ALP)、钙(Ca)和磷的含量,观察骨折间隙的病理学变化。(2)培养人骨肉瘤细胞SaOS-2,检测ALP活性、矿化水平,实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)法检测细胞成骨相关基因ALP、胶原Ⅰ(COL-Ⅰ)、鸟氨酸转氨酶(OTC)、Osterix、骨桥蛋白(OPN)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、BMP2表达,Western Blot法检测细胞BMP/Smad信号通路中关键蛋白的表达。【结果】接骨七厘胶囊促进大鼠桡骨骨折愈合,增强ALP活性,增加钙和磷含量。接骨七厘胶囊刺激SaOS-2细胞矿化结节的形成,并以剂量依赖的方式促进SaOS-2细胞中COL-I、OTC、Osterix、BMP2和OPN的表达水平。接骨七厘胶囊处理可上调SaOS-2细胞BMP/Smad信号通路Smad1/5磷酸化水平以及BMP2和RUNX2的水平。BMP/Smad信号通路的抑制剂Noggin抑制接骨七厘胶囊诱导的SaOS-2细胞成骨分化。【结论】接骨七厘胶囊可通过激活BMP/Smad信号通路,提高成骨相关基因的表达,从而促进骨折愈合。