拉伸条件下聚二甲基硅氧烷表面粗糙度对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

背景:研究表明,机械刺激对骨髓间充质干细胞的谱系特异性分化至关重要。然而,机械拉伸条件下不同粗糙度表面的骨髓间充质干细胞成骨分化情况尚不清楚。目的:探讨拉伸条件下聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)表面粗糙度对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及作用机制。方法:通过不同目砂纸(120目、1 000目和10 000目)在PDMS表面构建3种不同粗糙度的形貌(PDMS-120M、PDMS-1000M和PDMS-10000M),与空气接触的PDMS表面作为对照组。采用RT-q PCR检测静态条件下和拉伸条件下(0%,2%,4%,6%拉伸幅度)不同粗糙度PDMS表面的骨髓间充质干细胞中成骨相关基因表达。采用RT-q PCR、Western blot检测2%拉伸条件下不同粗糙度表面骨髓间充质干细胞中SIRT1、成骨相关基因和蛋白表达,采用碱性磷酸酶染色、茜素红染色观察2%拉伸条件下不同粗糙度PDMS表面骨髓间充质干细胞的成骨分化能力。结果与结论:(1)静态条件下粗糙度为(13.51±2.11)μmPDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞成骨基因表达最高;(2)相对光滑PDMS表面的骨髓间充质干细胞在4%拉伸幅度条件下有更好的成骨分化效果,而PDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞在2%拉伸幅度条件下有更好的成骨分化效果;(3)在2%拉伸幅度条件下,粗糙度为(13.51±2.11)μm PDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞有更好的成骨分化效果,可能与激活SIRT1信号通路有关。

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。

大麻素受体1对小鼠脂质代谢的作用研究

目的研究大麻素受体1(CB1)对高脂饮食诱导肥胖模型小鼠脂质代谢调节作用的机制。方法高脂饮食喂养雄性C57BL/6J小鼠构建肥胖模型小鼠。灌胃给药CB1抑制剂利莫那班(SR141716),观察小鼠体质量、肝脏质量及血清生化指标,检测CB1在皮下脂肪、内脏脂肪、骨骼肌、肝脏、心脏中的mRNA和蛋白质水平,着重探索CB1对肉碱棕榈酰转移酶1(CPT1)基因在mRNA水平表达情况的变化。结果 SR141716抑制了CB1在小鼠各组织中mRNA和蛋白质水平的表达(P<0.05),显著降低了小鼠体质量、肝脏质量(P<0.05),降低了血清总胆固醇、高密度脂蛋白、脂联素和瘦素含量(P<0.05);CB1受抑制后,组织中CPT1A和CPT1B基因mRNA的表达水平明显上调(P<0.05);未检测到CPT1A和CPT1B在心脏的差异表达。结论证实CB1通过作用于CPT1A、CPT1B基因发挥对脂质代谢的调节作用,为靶向调控脂质代谢提供了可靠的依据。

可注射、组织黏附性PVA/淀粉水凝胶对力学失稳条件下关节软骨退变抑制作用的研究

目的制备一种仿生正常关节滑液流变学特征的组织黏附性可注射水凝胶,并研究该水凝胶抑制膝关节创伤后软骨退变的效果及其可能的机制。方法以聚乙烯醇溶液(PVA)、淀粉和氯化钠为主要原料制备可注射、组织黏附性水凝胶(PWN)。通过流变学测试、注射器推出实验、体外降解实验、CCK-8实验、活/死细胞染色、细菌黏附实验、组织黏附实验分别对其流变学性能、可注射性、降解性能、细胞相容性、抗细菌黏附性能和组织黏附性能进行表征。构建大鼠膝关节力学失稳模型,并分为正常组、PWN组、透明质酸组(HA组)与未治疗组,其中PWN组、HA组术后1周时注射PWN与HA进行治疗。治疗4周后取大鼠膝关节标本进行Micro-CT分析和组织学染色分析,对比评估PWN对关节软骨退变的抑制作用。结果PWN具有良好的细胞相容性和可注射性。此外,相比于HA,PWN的流变学特征更接近正常关节滑液,并且PWN具有缓慢降解的特性、更高的组织黏附性能和抗细菌黏附的能力。动物实验Micro-CT分析结果显示,PWN组软骨下骨的骨密度和骨体积/组织体积均显著高于未治疗组和HA组(P<0.05)。同时,番红快绿染色结果显示,相比于HA组,PWN组软骨表面连续性较好,未见明显破损、侵蚀,蛋白聚糖分布丰度接近正常组。结论相比于临床使用的HA产品,PWN水凝胶具有仿生正常关节滑液的流变学特征、缓慢降解的特性和较强的组织黏附性能,可延缓大鼠膝关节力学失稳下关节骨软骨的退变,有望单独或与HA联合应用于骨关节炎等关节软骨病变的临床治疗。

赖氨酰氧化酶(LOX)抗基质硬度诱导髓核细胞衰老的研究

目的椎间盘退变时,髓核组织的硬度升高,虽然现有研究证实外力刺激会引起髓核细胞衰老,但基质硬度这一力学因素对髓核细胞衰老的作用却尚不清楚。探索基质硬度对髓核细胞衰老的作用及赖氨酰氧化酶(LOX)对髓核细胞的作用。方法硬度可控的聚乙烯醇水凝胶来模拟健康和严重退变髓核组织的基质硬度(分别为4、30 kPa)。

异常应力激活Hippo信号致软骨终板重塑诱导椎间盘退变

目的腰椎疾病已成为全球范围内影响人类健康的重大问题。本研究旨在探讨异常应力引起的软骨终板骨化的调控机制,并针对该机制为防治腰椎退变提供理论参考。方法首先构建了小鼠脊柱不稳模型,用Micro-CT、组织学染色等对模型进行评估。体外使用循环力学拉伸仪模拟终板软骨细胞的异常应力状态,并通过高通量测序,发现Hippo信号和破骨相关信号的明显改变。构建终板软骨中YAP1敲除的小鼠(Col2a1-Cre ER::Yap1fl/fl),行腰椎不稳模型,用Micro-CT和组织学染色分析。体外用YAP1激动剂进行挽救实验。最后,使用携带YAP1质粒的AAV5进行体内治疗的转化实验。结果脊柱不稳造模后,Micro-CT、SOFG和免疫荧光染色发现小鼠终板与人类椎间盘退变相似,出现孔洞和硬化骨,从合成代谢向分解代谢转变。高通量测序显示Hippo信号和破骨相关信号的明显改变,软骨终板中敲除Yap1的脊柱不稳小鼠发生了非常严重的终板退变。而腹腔注射YAP1激动剂或AAV5-YAP1终板注射治疗均能很好地保护终板,体外实验结果与此一致。结论在本研究中,证实了异常应力会抑制YAP1的表达,而YAP1可以在生理情况下维持终板的稳态,并且证实这可能与CCL3调节的破骨细胞活化有关。综上所述,这些发现表明,腰椎不稳引起的软骨终板中Hippo信号的激活是治疗腰椎退变的潜在靶点。

静态拉伸对大鼠椎间盘髓核和纤维环的影响

背景:牵引在临床上用于椎间盘退变早期的治疗,但其对正常椎间盘的影响仍未可知,是直接造成椎间盘退变还是正向作用即是此次实验的观察要点。目的:建立大鼠尾椎椎间盘静态拉伸模型,观察静态拉伸对椎间盘髓核和纤维环的影响。方法:选用20只3月龄SD大鼠,采用外固定装置静态拉伸大鼠尾椎7/8、8/9、9/10椎间隙1 mm,6/7、10/11椎间盘作为对照;拉伸2,4,6,8周随机抽取5只大鼠进行尾椎椎间盘MRI T2加权扫描、组织切片染色、合成分解代谢RT-PCR基因检测,观察静态拉伸对椎间盘髓核和纤维环的影响。结果与结论:①大鼠尾椎椎间盘经过短期静态拉伸后,椎间盘髓核区的T2加权像信号增强;②整个拉伸期间,髓核区域髓核细胞生长状态良好,细胞间基质含量丰富,纤维环排布整齐;③RT-PCR结果显示,拉伸之后蛋白多糖基因表达升高,基质金属蛋白酶3表达降低,Ⅰ、Ⅱ型胶原基因表达降低,基质金属蛋白酶13表达升高,基质金属蛋白酶抑制剂1表达升高,这些基因结果也进一步表明拉伸使得蛋白多糖更趋向合成代谢状态,Ⅰ、Ⅱ型胶原更趋向于分解代谢状态;④结果提示静态拉伸有助于促进髓核区域蛋白多糖的合成代谢,使得水分得以维持。

改良Stoppa与经髂腹股沟入路用于髋臼骨折的临床观察

目的观察改良Stoppa与经髂腹股沟入路用于髋臼骨折的临床价值。方法选取2014年5月—2018年9月江苏省苏州相城人民医院收治的72例髋臼骨折患者为研究对象,采用随机数表法将其分为观察组和对照组,每组各36例。对照组采用髂腹股沟入路行骨折复位手术,观察组采用改良Stoppa入路行骨折复位手术。记录两组手术时间、术中出血量、切口长度、住院时间,采用Matta影像学评定标准及Matta功能评分标准分别对两组术后2个月骨折复位质量和髋关节功能进行评定,检测两组术前1d、术后1周血清中白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)水平,统计两组股外侧皮神经损伤、坐骨神经损伤、切口感染、创伤性关节炎发生情况。结果观察组手术时间、术中出血量、切口长度、住院时间均低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05);两组复位满意率、髋关节功能优良率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后血清中IL-6、CRP、PCT水平均较术前增高,差异均有统计学意义(均P<0.05),观察组术后血清中IL-6、CRP、PCT水平均低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05);观察组不良反应发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论改良Stoppa入路与髂腹沟入路对髋骨骨折患者手术疗效相当,但前者微创优势更为明显,能降低患者体内炎症反应风险,减少不良反应发生率,安全性更好。

适量循环压应力影响细胞骨架促进关节软骨细胞的合成代谢

背景:不同的力学刺激可以对软骨细胞的代谢水平产生影响,但其作用方式不明。目的:研究在压应力和拉应力作用条件下,参与软骨细胞分解与合成代谢基因表达水平的变化。方法:提取2周龄SD大鼠的关节软骨细胞,对原代软骨细胞进行鉴定。第1代软骨细胞施加应变量为3%和7%的循环拉应力和循环压应力,测定关节软骨细胞相关基因的改变。结果与结论:当3%的循环拉应力作用于软骨细胞时,其合成代谢基因Ⅰ、Ⅱ型胶原,蛋白多糖m RNA表达水平均降低;在3%的循环压应力下,蛋白多糖m RNA表达水平升高,Ⅰ型胶原mR NA表达水平降低(P<0.001),分解代谢基因基质金属蛋白酶13 mR NA表达水平下降(P<0.01);而当应变量达到7%时,循环拉应力和压应力会导致合成代谢相关基因普遍下降,前者还会使分解代谢基因基质金属蛋白酶13 m RNA表达水平升高(P<0.05)。3%的循环压缩比3%的循环拉伸使细胞骨架更趋向卵圆形。提示在体外,适当的循环压应力有利于维持大鼠关节软骨细胞的生长特性,而小幅度的拉应力即可降低软骨细胞的合成能力,而应力的作用可能是通过改变细胞骨架引起的。

选区激光熔化Voronoi多孔结构的设计与性能预测

为满足医学上多孔植入体的力学性能和生物相容性要求,研究一种利用Voronoi-Tessellation算法生成可控多孔结构的参数化设计方法。分析了以孔棱直径、不规则度及单元距离为结构参数,以弹性模量、抗压强度及孔隙率为响应目标的Box-Behnken设计。结合灰色关联分析,得到多响应目标的最佳结构参数,并建立了灰色关联度预测模型,通过方差分析验证了模型的准确性。结果表明,孔棱直径是影响多孔结构性能最显著的因素。不规则多孔结构的最佳结构参数为孔棱直径0.3 mm,不规则度0.5,单元距离2 mm。得到不规则多孔结构的弹性模量为2.987 GPa,抗压强度为210.048 MPa,孔隙率为89.43%,灰色关联度为0.7895,优化结果与预测结果的符合程度高,误差为1.2%,表明该优化方法切实可行。

基于PPARs信号通路探索CB1对脂质代谢的调节作用

目的研究CB1对PPARs信号通路在高脂饮食诱导肥胖小鼠脂质代谢的调节作用。方法构建小鼠肥胖模型，观察给予CB1抑制剂利莫那班后小鼠体重、肝脏重量及血清生化指标的变化，并检测CB1、PPARd、PPARB和PPARγ基因在各组织mRNA水平的表达情况。结果利莫那班降低了小鼠的体重和肝脏重量（P〈0．05）；改善了血清生化指标（P〈0．05）；各组织中CB1基因mRNA水平的表达降低（P〈0．05）；PPARα、PPARγ基因在皮下脂肪、内脏脂肪、肝脏组织mRNA水平的表达显著增高（P〈0．05）；PPARβ基因在各组织mRNA水平表达情况差异无统计学意义。结论CB1通过作用于PPARα、PPARγ调节脂质代谢，为临床上脂质代谢紊乱的治疗提供了另一个可靠的理论依据。

B7-H4在间充质干细胞C3H10 T1／2移植治疗EAE中的作用研究

目的从病理学角度探讨B7-H4分子在C3H10T1／2（C3H10）细胞移植治疗小鼠实验性变态反应性脑脊髓炎（EAE）中的作用。方法雌性C57BL／6小鼠20只按照随机数字表法分为正常组、EAE模型组、C3H10细胞组、C3H10-对照（NC）细胞组、C3H10-短发夹RNA（shRNA）细胞组，每组4只。后4组小鼠经髓鞘少突胶质糖蛋白（MOG）等免疫诱导EAE模型，后3组小鼠分别移植C3H10细胞、C3H10-NC细胞（转染了无靶基因的空载体）（、C3H10-shRNA细胞（转染了B7-H4 shRNA靶向慢病毒载体）。观察移植后细胞的分布，并通过HE染色、牢固蓝染色观察炎性细胞浸润和髓鞘脱失的改变、同时用免疫荧光法观察星型胶质细胞和小胶质细胞的活化及迁移。检测B7-H4分子的表达，比较下调B7-H4分子后对EAE小鼠组织结构及功能的影响。结果（1）C3H10移植于EAE小鼠可延缓EAE的发病，减轻临床症状（表现为C3H10细胞组、C3H10-NC细胞组小鼠发病高峰期较EAE组小鼠推迟约3～5d，神经功能评分明显降低）；干扰B7H4分子后作用明显降低（表现为C3H10-shRNA细胞组小鼠发病高峰期及神经功能评分与EAE组小鼠均较接近）。（2）C3H10细胞组、C3H10-NC细胞组、C3H10-shRNA细胞组小鼠脊髓组织内移植细胞主要分布在病灶区周围，未发病区少见或未见移植细胞存在。（3）C3H10移植于EAE小鼠可减少炎性细胞浸润、髓鞘脱失和胶质细胞活化及迁移，而下调干细胞内B7-H4分子后抑制炎性细胞浸润、髓鞘脱失和胶质细胞活化及迁移的作用明显减弱。（4）C3H10干细胞影响组织内B7-H4分子介导EAE的免疫调节，表现为EAE组小鼠脊髓组织B7-H4表达较正常组减少，C3H10及C3H10-NC细胞组可见B7-H4表达明显增加．而C3H10-shRNA细胞组B7-H4表达较C3H10细胞组及C3H10-NC细胞组明显减少．差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论C3H10细胞可以迁移至病灶区，通过多种途径延缓EAE的发病或改善症状：B7-H4负性共刺激分子可下调C3H10细胞对EAE的免疫调节。

B7家族成员B7-H6在肿瘤免疫中的研究进展

B7-H6是B7家族新成员，能够绑定受体NKp30启动NKp30依赖的固有免疫应答。B7-H6在正常组织细胞不表达而选择性的表达在一些肿瘤细胞和恶性血液病患者的血和骨髓，属于肿瘤诱导的自身分子。在感染和肿瘤状态下，应激能够调控B7-H6的表达。共刺激分子B7-H6作为连接固有免疫与适应性免疫应答的桥梁，在肿瘤免疫治疗方面的运用前景广泛，大量针对B7-H6的肿瘤靶向治疗方法在荷瘤小鼠身上取得了显著疗效”。本文就B7-H6在肿瘤免疫方面的研究进展展开综述。

单排技术与线桥技术修复兔全层肩袖损伤的比较

目的 比较单排技术与线桥技术修复兔全层肩袖损伤的治疗效果. 方法 取骨骼成熟的雄性新西兰大白兔76只,体质量为2.5～3.0 kg,平均2.8 kg,均为12个月龄.将兔冈上肌肌腱在足印区处切断制作兔全层肩袖模型,并随机分成2组（n=38）：采用单排技术修复肩袖损伤（单排组）和线桥技术修复肩袖损伤（线桥组）,手术肩均为右侧肩关节,左肩关节作对照组不予任何处理.术后第2、4、8周取材,显微镜下观察、修补肩袖的愈合情况,并在术后第8周进行生物力学实验,分析2种方法的优、缺点. 结果 线桥组在术后第2、4、8周时,修复肩袖的前1/3区域与中1/3区域腱-骨联合部比较,在软骨生长、胶原纤维形态方面均无明显差异;而单排组修复肩袖的中1/3区域腱-骨联合部软骨生长、胶原纤维形态均较前1/3区域成熟,差异明显.在术后第8周,修复冈上肌的腱-骨界面最大失效负荷线桥组[（134.59±17.69） N]明显大于单排组[（72.23±12.08） N],差异有统计学意义（P＜0.05）,但线桥组仍小于正常对照组[（192.61±9.42） N],差异有统计学意义（P＜0.05）.术后第8周时单排组2只兔出现肩袖再撕裂,而线桥组无一只兔出现失败. 结论 线桥技术修复肩袖是一种可行、可靠的修复方法,较单排修复技术具有更优的愈合效果.