Muse干细胞对脂多糖干预的髓核细胞基因表达差异的影响

目的探讨Muse干细胞对脂多糖(LPS)诱导的髓核细胞(NPCs)转录组基因表达差异的影响。方法采用胰酶消化方法从人脐带间充质干细胞中获取Muse干细胞,LPS刺激大鼠原代NPCs诱导其凋亡及炎症,以模拟椎间盘退变微环境。使用Muse干细胞与间充质干细胞与LPS刺激后的髓核细胞共培养24 h。通过细胞免疫荧光检测SSEA-3和CD105来鉴定Muse干细胞,通过细胞免疫荧光检测二型胶原蛋白(CollagenⅡ)和聚集蛋白聚糖(Aggrecan)来鉴定大鼠原代NPCs。取未处理的髓核细胞,LPS刺激后的髓核细胞,以及Muse干细胞与间充质干细胞共培养NPCs各3个样本进行提取组织总RNA,后进行转录组测序。对测序获得的基因表达数据,使用R软件中的DESeq2包进行差异分析,采用生物信息学方法筛选出差异表达基因。对差异表达基因进行基因本体论(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析,筛选在椎间盘退变(IDD)进展中Muse干细胞可能起作用的相关基因。结果与未处理的髓核细胞比较,LPS刺激后的NPCs有1560个上调差异表达基因(DEGs)和2173个下调DEGs,Muse干细胞共培养后有143个上调DEGs和62个下调DEGs,MSCs共培养后有142个上调DEGs和72个下调DEGs。GO数据库分析表明DEGs主要富集到ERK1和ERK2级联的正调节、细胞外基质(ECM)形成和细胞迁移。而KEGG富集分析的主要通路分别为:ECM受体的相互作用、TGF-β信号通路、细胞因子与其受体的相互作用、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、糖胺聚合蛋白组成、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)信号通路、趋化因子信号通路和钙信号通路。结论ECM、生长因子、胶原纤维蛋白组分、炎症趋化因子以及TNF和PI3K-Akt信号通路在Muse干细胞修复损伤的髓核细胞过程中发挥重要作用。

原花青素C1可有效抑制过氧化氢刺激所致的成骨细胞衰老

目的探讨原花青素C1(PCC1)对成骨细胞衰老的保护作用。方法应用不同浓度过氧化氢刺激成骨前体细胞系MC3T3后通过细胞计数试剂盒(CCK-8)检测成骨细胞活性,选取活性抑制率约为50%的浓度用于诱导MC3T3细胞衰老。依据不同处理措施,将细胞分为对照组、衰老组和PCC1组。正常组加入完全培养基,衰老组加入含1μmol/L H_(2)O_(2)的完全培养基,PCC1组加入含1μmol/L H_(2)O_(2)和5μmol/L PCC1的完全培养基。CCK-8用于检测成骨细胞活性。实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blot)用于检测经不同处理后MC3T3细胞中衰老相关基因p53、p16INK4a、p21、基质金属蛋白酶(MMP)-3、MMP-13的表达。采用β-半乳糖苷酶染色检测成骨细胞β-半乳糖苷酶阳性表达。两组之间采用t检验进行统计分析。结果PCC1可以显著抑制过氧化氢刺激而所致的细胞活性降低,衰老组细胞活性降低显著程度低于PCC1组[(44.54±2.38)%比(30.45±2.84)%,t=7.60,P<0.05];RT-qPCR结果显示,衰老组中p53、p16INK4a、p21、MMP-3、MMP-13等衰老相关基因表达显著高于对照组[p53(2.00±0.06比1.00±0.02,t=28.13,P<0.05),p16INK4a(1.65±0.07比1.00±0.01,t=16.01,P<0.05),p21(2.58±0.14比1.00±0.01,t=19.05,P<0.05),MMP-3(2.52±0.13比1.00±0.02,t=19.16,P<0.05),MMP-13(1.83±0.06比1.00±0.02,t=21.75,P<0.05)];衰老组中相关基因表达显著高于PCC1组[p53(1.35±0.10比1.00±0.02,t=9.47,P<0.05),p16INK4a(1.18±0.05比1.00±0.01,t=9.62,P<0.05),p21(1.56±0.11比1.00±0.01,t=9.83,P<0.05),MMP-3(1.66±0.07比1.00±0.02,t=9.74,P<0.05),MMP-13(1.35±0.07比1.00±0.02,t=8.85,P<0.05)]。Western blot结果显示,衰老组衰老相关蛋白表达显著高于PCC1组[p53(1.35±0.02比1.65±0.07,t=9.22,P<0.05),p16INK4a(0.80±0.02比0.39±0.05,t=12.55,P<0.05),p21(1.48±0.08比0.85±0.03,t=13.28,P<0.05),MMP-3(0.41±0.01比0.57±0.02,t=10.19,P<0.05)];PCC1组衰老相关蛋白表达量显著低于衰老组[p53(1.38±0.05比1.65±0.07,t=7.40,P<0.05),p16INK4a(0.53±0.04比0.80±0.02,t=11.64,P<0.05),p21(1.14±0.12比1.48±0.08,t=3.98,P<0.05),MMP-3(0.43±0.02比0.57±0.02,t=7.87,P<0.05)]。β-半乳糖苷酶染色显示,PCC1组相较于衰老组β-半乳糖苷酶阳性细胞显著减少。结论原花青素C1可以减缓成骨细胞衰老,提高成骨细胞活性。

新型3D打印个体化人工椎体用于脊椎肿瘤切除重建的研究

目的:探讨新型3D打印个体化人工椎体用于脊椎肿瘤切除重建术的临床效果。方法:收集2016年9月至2019年9月期间在郑州大学第一附属医院接受脊柱肿瘤切除重建治疗的55例患者的临床资料进行回顾性分析,根据患者的手术方式不同将其分为接受3D打印个体化人工椎体置换术的研究组和常规脊柱重建术(钛笼植骨)治疗的对照组,对比两组患者的治疗效果。计数资料使用χ^(2)检验,计量资料使用t检验。结果:研究组的手术时间、术中出血量及住院时间均低于对照组,差异有统计学意义(t=6.537、9.659、4.453,P<0.05),但两组患者的术后引流量比较差异无统计学意义(t=0.204,P>0.05);两组患者手术后的Frankel分级均明显优于手术前,差异有统计学意义(χ^(2)=25.662、30.413,P<0.05),但两组患者手术前和手术后的Frankel分级组间分别比较差异均无统计学意义(χ^(2)=1.658、0.994,P>0.05);两组患者手术后的视觉模拟评分法(VAS)疼痛评分均明显低于手术前,差异有统计学意义(t=4.238,P<0.05),且组间比较发现研究组手术后24 h的疼痛评分明显低于对照组(t=6.615,P<0.05),差异有统计学意义,但两组患者手术后3个月的疼痛评分比较差异无统计学意义(t=0.384,P>0.05);研究组的假体下沉发生率为0.00%,明显低于对照组的16.13%(χ^(2)=4.258,P<0.05),差异有统计学意义。结论:新型3D打印个体化人工椎体在脊柱肿瘤后脊椎重建中发挥出了确切疗效,对脊柱的连续性和稳定有积极影响。

伴轻微颈椎外伤的脊髓型颈椎病患者骨代谢标志物及骨密度特点研究

目的探讨伴轻微颈椎外伤的脊髓型颈椎病(CSM)患者脊髓信号强度和病程等临床特点与骨质疏松(OP)的相关性。方法纳入2015年8月至2021年12月郑州大学第一附属医院收治的72例伴轻微颈椎外伤的CSM患者。患者在入院后均接受颈椎核磁共振成像(MRI)检查,依据Yukawa分级法进行颈髓信号强度分级,使用改良日本整形外科协会(JOA)评分评价患者的神经功能障碍程度。通过电化学发光法检测Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)、Ⅰ型前胶原氨基端前肽(P1NP)和骨钙素(OC),通过双能X线骨密度仪测量骨密度(BMD)。采用R统计分析法评估CSM患者脊髓信号强度和病程与OP的相关性。结果Yukawa分级越高,β-CTX升高越明显;Yukawa 0级和1级患者P1NP低于正常值,而Yukawa 2级患者P1NP仍在正常范围内;各组患者OC值为(17.31±9.76)ng/ml,与Yukawa分级无相关(t=-0.32,P>0.05)。CSM病程≥24个月患者髋部和腰椎Z值较CSM病程<24个月患者更低,差异有统计学意义(髋部:W=1100.5,P<0.01;腰椎:W=1090.0,P<0.01);CSM病程≥24个月患者与CSM病程<24个月患者比较,髋部较腰椎Z值变化更明显。结论CSM患者相对于健康人群BMD更低,且髋部较腰椎BMD下降更加明显,CSM患者颈椎在受到轻微外伤后容易导致脊髓再损伤,β-CTX可在短期内升高,需重视此类患者OP的预防和治疗。

超高龄人群脊柱与髋部骨密度差异及其在髋部骨折风险评估中的价值

目的通过比较超高龄人群(年龄≥80岁)脊柱与髋部骨密度(BMD)差异,分析不同部位BMD在超高龄髋部骨折风险评估中的价值。方法采用回顾性研究方法,选取2017年11月至2022年2月在郑州大学第一附属医院骨科收治的超高龄髋部骨折患者52例作为观察组;选取同期体检中心超高龄体检患者52例作为对照组。通过组间比较分析两组患者一般资料、双能X线吸收检测法(DXA)测量得到的脊柱和髋部BMD差异;通过组内比较分析两组患者自身脊柱与髋部BMD的差异。计量资料采用t检验,计数资料采用χ^(2)检验。结果组间比较显示,观察组和对照组患者基线资料差异无统计学意义;观察组患者腰3椎体(L3)[(-2.7±1.5)比(-1.8±2.2),t=-2.275,P<0.05]、腰4椎体(L4)[(-2.4±1.5)比(-1.6±2.1),t=-2.137,P<0.05]、腰1~4椎体整体值(L1~4)[(-2.7±1.4)比(-2.0±1.9),t=-2.023,P<0.05]以及全髋部(TH)[(-3.0±1.1)比(-2.2±1.3),t=-2.618,P<0.05]BMD均低于对照组。组内比较显示,观察组患者L1 BMD低于TH BMD[(-3.630±1.209)比(-3.040±1.147),t=-2.313,P<0.05],对照组患者L3[(-1.753±2.249)比(-2.647±0.986),t=3.306,P<0.05]、L4[(-1.527±1.999)比(-2.647±0.986),t=4.830,P<0.05]及L1~4[(-2.183±1.828)比(-2.647±0.986),t=2.340,P<0.05]BMD均高于股骨颈(FN)BMD,L4 BMD高于TH BMD[(-1.527±1.999)比(-2.165±1.255),t=3.046,P<0.01]。结论超高龄髋部骨折患者腰椎部分节段和髋部BMD与同龄未骨折人群相比存在差异,该差异对超高龄人群髋部骨折风险预测有一定价值。

Necrostatin-1对压力诱导的髓核细胞自噬及凋亡的影响

目的观察Necrostatin-1对压力诱导的大鼠髓核细胞自噬及凋亡的影响。方法从3月龄大鼠腰段脊柱提取髓核细胞,选取第2代细胞进行实验,分为对照(生理盐水)组和Necrostatin-1组,1.0 Mpa压力条件下培养0、24、36 h。单丹黄酰尸胺(MDC)染色荧光显微镜观察自噬泡及细胞膜上MDC荧光表达情况,流式细胞仪检测MDC阳性率。膜联蛋白V-异硫氰酸荧光素(Annexin V-FITC)/碘化丙锭(PI)染色流式细胞仪定量Annexin V阳性率;Hoechst 33258染色荧光显微镜观测细胞凋亡。反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测自噬相关基因Beclin1、LC3B和凋亡相关基因半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3、B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白(bax)的表达水平。组间比较采用t检验。结果压力作用24、36 h,荧光显微镜观察显示,与对照组比较,Necrostatin-1可明显下调细胞MDC及Hoechst 33258的荧光强度。流式检测显示,与对照组24、36 h的MDC阳性率(13.97±0.85、23.52±1.92)%及Annexin V阳性率(12.72±0.89、22.13±1.46)%比较,Necrostatin-1可明显下调MDC阳性率(t=5.530、4.977,P<0.05)及Annexin V阳性率(t=4.702、4.970,P<0.05),差异有统计学意义。RT-PCR结果显示,与对照组24、36 h的Beclin1(2.76±0.13、2.65±0.14)、LC3B(3.62±0.18、4.54±0.65)及Caspase-3(2.04±0.15、3.28±0.39)、bax(3.56±0.42、4.82±0.66)基因表达比较,Necrostatin-1可明显抑制24、36 h压力诱导Beclin1(t=8.192、2.836,P<0.05)、LC3B(t=9.013、3.072,P<0.05)及Caspase-3(t=3.048、3.277,P<0.05)、bax(t=4.241、2.850,P<0.05)的基因表达,差异均有统计学意义。结论Necrostatin-1可明显抑制压力诱导的髓核细胞自噬及凋亡。