骨基质非酶糖基化交联对骨细胞力学敏感性的影响

目的微重力下骨细胞力学敏感性下降,机制不明。骨细胞突起比胞体对力学刺激更敏感,通过整合素αVβ_(3)和横向栓系结构(perlecan)与骨小管壁连接,放大突起膜局部应变。微重力下非酶糖基化NEG交联增加致基质胶原变硬,可能损害突起与基质的连接,影响骨细胞对力学刺激的感知。本研究旨在探究NEG交联对骨细胞力学敏感性的影响机制。方法用0.1 M和0.4 M浓度核糖孵育骨切片,在切片上接种骨细胞,分为CON、0.1 M和0.4 M组。HPLC检测NEG产物AGEs含量,纳米压痕检测骨基质力学性能;免疫荧光染色检测突起形态、F-actin、整合素αVβ_(3)和perlecan的表达和分布,q PCR检测突起功能相关蛋白表达,原子力显微镜检测突起弹性模量,显微注射仪给突起施加局部力学刺激检测细胞瞬时钙离子响应。结果与CON相比,0.1 M和0.4 M组骨切片AGEs含量、弹性模量及硬度显著升高。与CON相比,0.1 M组和0.4 M组骨细胞突起形态无显著改变;0.1 M组突起F-actin和整合素αVβ_(3)的荧光强度、Perlecan的基因表达、突起对局部力学刺激钙离子响应均更高;0.4 M组突起F-actin、αVβ_(3)和Perlecan的荧光强度、Perlecan的基因表达、钙响应均被抑制。结论病理水平NEG交联(0.4 M)抑制骨细胞突起力学感知结构基因及蛋白表达,影响骨细胞对力学刺激的感知能力。这有助于理解微重力下骨细胞力学敏感性改变机制。

晚期糖基化终末产物对尾吊大鼠后肢骨微观结构及力学性能的影响研究

目的长期空间飞行导致失重性骨质疏松,其发生机理尚不清楚。晚期糖基化终末产物AGEs是老年性/糖尿病性骨质疏松发病机制之一,与失重性骨丢失关系尚不明确。本课题研究模拟微重力效应下AGEs改变与大鼠后肢骨微观结构、微观力学性能间的关系,探究AGEs在失重性骨丢失中的作用。方法SD大鼠分为尾吊组和对照组,尾吊21 d。Micro-CT法检测骨微观结构参数,高效液相色谱法检测右后肢皮质骨/松质骨基质戊糖素(PEN)含量。