强磁重力环境对成骨细胞增殖、形态及其主要元素含量的影响

目的:研究强磁重力环境(HMGE)对成骨细胞增殖、形态以及主要元素相对百分含量的影响.方法:采用大梯度超导磁体模拟空间重力环境,以细胞计数法和扫描电子显微镜结合能谱仪(SEM-EDS)分别检测强磁失重(0g),强磁常重力(1g)和强磁超重力(2g)三种HMGE对人骨肉瘤细胞(MG-63)及小鼠成骨样细胞(MC3T3)增殖能力、形态以及细胞中钙、钠、镁等元素百分含量的影响.结果:MG-63和MC3T3细胞在0,1,2g和对照环境中培养24h后,MC3T3细胞平均增殖倍数分别为:-(0.21±0.06),0.91±0.17,0.49±0.04和1.08±0.18;MG-63细胞平均增殖倍数分别为:1.03±0.16,0.75±0.06,0.67±0.15和0.44±0.07.与对照组相比较,0,1,2g环境处理组细胞形态发生明显变化,其中0g环境处理组变化最为明显.各环境处理组MC3T3细胞中钙、钠、镁元素百分含量与对照组相比差异不明显.MG-63细胞中钙元素百分含量0,1,2g环境处理组及对照组分别为(9.93±0.98)%,(3.61±1.53)%,(5.30±1.47)%和(7.35±1.92)%,与对照组相比,0g环境处理组MG-63细胞中钙元素含量明显增加(P<0.01),而1,2g环境处理组MG-63细胞中钙元素含量明显下降(P<0.05).各组MG-63细胞中钠元素含量与对照组相比较差异不明显.MG-63细胞中镁元素百分含量0,1,2g环境处理组及对照组分别为:0%,(1.90±0.77)%,(2.50±0.74)%和(2.83±0.21)%.0,1g环境处理组与对照组相比明显下降(P<0.05).结论:HMGE可影响成骨细胞的增殖、形态以及细胞中钠、镁、钙等元素的相对百分含量.

家蚕胚胎期重力相关基因的抑制消减杂交分析

目的:筛选家蚕胚胎期重力相关基因。方法:对模拟失重与正常重力条件下的家蚕胚胎cDNA进行抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH),并对模拟失重过程中家蚕胚胎期表达发生变化的基因进行克隆、测序及同源性分析。结果:获得了34个与重力有关的序列标签。在模拟失重条件下有16个基因表达上调,其中15个为未知基因,1个为已知基因,其作用是维持mRNA的稳定性。在模拟失重条件下有18个基因表达下调,其中4个为未知基因,6个为蛋白合成相关基因,3个为基因组contig基因,5个为家蚕est库中功能未知基因。结论:模拟失重环境影响了家蚕胚胎发育期与mRNA稳定性和蛋白质合成相关基因的表达。

家蚕动力蛋白轻链8基因克隆及其对重力的响应

克隆家蚕动力蛋白轻链8(dynein light chain 8,Dlc8)基因开放阅读框架并对其序列进行分析.探讨Dlc8基因在家蚕胚胎、头、丝腺、中肠、皮肤、血液、脂肪和马氏管等组织中的分布.在细胞水平,应用RT-PCR和实时定量RT-PCR方法分析大梯度强磁场(large gradient high magneticfield,LGHMF)重力模拟环境(0g、1g、2g)对家蚕Dlc8基因表达的影响.在整体水平,应用实时定量RT-PCR方法分析Dlc8基因在家蚕胚胎反转期和整个胚胎期对LGHMF模拟失重环境的响应.克隆的家蚕Dlc8基因开放阅读框架长度为270bp,编码89个氨基酸.家蚕Dlc8基因推导的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、果蝇(Drosophila melanogaster)、线虫(Caenorhabditis elegans)、热带爪蟾(Xenopus tropicalis)、小鼠(Mus musculus)、人类(Homosapiens)等6个物种Dlc8基因的氨基酸序列同源性分别为67%、96%、91%、95%、92%、92%.信号肽分析结果显示,该蛋白质为非分泌蛋白,不存在糖基磷脂酰肌醇锚定位点.家蚕Dlc8分子质量与等电点分别为10.34ku和6.81.Dlc8基因在家蚕的胚胎、头、丝腺、中肠、皮肤、血液、脂肪、马氏管中稳定表达.在细胞水平,家蚕Dlc8基因表达对重力变化较敏感,对磁场变化不敏感.在整体水平,Dlc8基因在家蚕胚胎发育的不同时期对重力的响应不同.整个胚胎发育期Dlc8基因在模拟失重条件下表达量与对照组接近.家蚕Dlc8基因可以作为重力生物学效应研究的分子靶标.该研究为深入探讨家蚕Dlc8基因重力生物学效应机制奠定了基础.

MACF1的生物信息学分析及细胞定位

目的:了解微管微丝交联因子1(MACF1)的结构与功能.方法:采用生物信息学软件对MACF1结构、功能及亚细胞定位进行分析,并利用分子模拟软件对MACF1空间结构进行了模拟,同时采用免疫荧光显微术及共聚焦激光扫描显微术(CLSM)对生物信息学分析的部分结果进行了验证.结果:MACF1由5430氨基酸组成,Mr约为620×103,主要定位于胞质及细胞骨架.MACF1结构中包含1个ABD、37个血影蛋白重复单元、1个SH3结构域、2个EF手臂钙结合位点结构域、1个生长捕获特异蛋白2结构域等基序,并包含4个序列谱及5个序列模式.MACF1的德温特入藏号为Q9UPN3,MACF1包括4个亚型即MACF1/2/3/5,主要功能可能是将微丝、微管与其它骨架蛋白交联.同源模建结果表明,MACF1与α-辅肌动蛋白的ABD结构域一级序列的同源性为50.2%.免疫荧光显微术及CLSM结果表明,MACF1主要分布与细胞质,且与微丝、微管骨架部分共定位.结论:MACF1是一种大分子量的骨架交联蛋白,主要定位于细胞质,且与微丝、微管骨架部分共定位,MACF1结构功能可能与α辅肌动蛋白有一定的相似性.

小鼠骨样细胞MLO-Y4转染方法的研究

为了建立质粒转染小鼠骨样细胞MLO-Y4的方法,分别采用阳离子脂质体法和电转染法将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)质粒pEGFP-C1转染小鼠骨样细胞MLO-Y4,正常培养48h后检测并统计转染率和死亡率。结果显示,脂质体法转染,当质粒与脂质体比例为1∶4时,转染效率可达到(36.8±3.7)%,细胞死亡率为(18.4±1.9)%;电转染法转染,脉冲电压240 V,脉冲时间300μs,脉冲次数3次时,转染率最高,可达到(23.8±2.3)%,细胞死亡率为(14.1±1.1)%。而后MTT实验显示脂质体转染法相对于电转染法对MLO-Y4细胞的增殖有一定的抑制作用,但对后续实验研究影响不大。脂质体转染法转染小鼠骨样细胞MLO-Y4优于电转染法。

强磁重力环境对人成骨细胞发动蛋白-2表达和定位的影响

研究强磁重力环境对人成骨细胞MG-63中发动蛋白-2表达和分布的影响。采用大梯度超导磁体模拟空间重力环境,该超导磁体可以提供3种不同的强磁重力环境(high magnetic gravitational environment,HMGE),即0g(12T),1g(16T)和2g(12T)。将MG-63细胞分别在0g(12T)、1g(16T)、2g(12T)及对照环境(1g,地磁)中培养24h后,采用Real Time PCR、Western印迹以及激光扫描共聚焦显微术等方法检测HMGE对发动蛋白-2的表达及定位的影响。结果显示,与对照组相比,0g(12T)、1g(16T)、2g(12T)环境处理组MG-63细胞中发动蛋白-2在mRNA上的表达量分别上调6.43、15.57、1.29倍;在蛋白质水平上,0g(12T)、1g(16T)环境处理组细胞发动蛋白-2分别上调89%和7%,而2g(12T)环境处理组则下调41%;在对照组中发动蛋白-2弥散分布于细胞质中,而0g(12T)处理组发动蛋白-2则有从细胞边缘向核周集中的趋势。上述结果说明强磁重力环境影响了发动蛋白-2在MG-63细胞中的表达和定位。

流体剪切力对骨组织细胞作用的研究进展

骨组织细胞包括成骨细胞、破骨细胞、骨细胞和骨衬细胞。在体内生理条件下,流体剪切力可能是这些细胞受到的最主要的力学刺激。近年来对流体剪切力影响骨组织细胞的研究取得了较大的进展,相关研究主要集中在流体剪切力引起骨组织细胞的细胞内信号分子、细胞内钙信号、细胞间隙连接和细胞骨架系统改变这几个方面,同时,流体剪切力会引起骨组织细胞间的相互作用的改变。本文就这些方面的重要研究内容做简要综述。

骨样细胞MLO-Y4与成骨样细胞MC3T3-E1生物学特性的比较

分别采用倒置显微镜观察法、细胞计数法、RT-PCR法、磷酸对硝基苯酚法(PNPP法)和ELISA法来比较小鼠骨样细胞MLO-Y4与小鼠成骨样细胞MC3T3-E1的细胞形态、增殖、相关基因的表达和分泌功能的差异。结果显示MC3T3-E1细胞呈长梭形,具有少量短的突触;而MLO-Y4细胞呈星状或树枝状且具有很多长的突触。MC3T3-E1细胞的增殖能力强于MLO-Y4细胞,两者的倍增时间分别是18 h和20 h。MC3T3-E1细胞中原癌基因c-fos和骨桥蛋白基因OPNmRNA的表达明显高于MLO-Y4细胞,而骨钙素基因OCmRNA的表达则是MC3T3-E1细胞远低于MLO-Y4细胞,白细胞分化抗原44基因CD44 mRNA在两种细胞中的表达差异不明显。ALP的分泌在MC3T3-E1细胞中高于MLO-Y4细胞,NO的分泌在两种细胞中没有显著性差异,M-CSF在MLO-Y4细胞中的分泌较高。由此可见骨样细胞MLO-Y4与成骨样细胞MC3T3-E1在形态、ALP和MCSF分泌及c-fos、OPN和OCmRNA表达方面差异明显。

细胞骨架染色中不同固定方法的探讨

探讨不同细胞固定方法对细胞骨架染色的影响,以期发现适合于微丝与微管细胞骨架染色的固定方法。本文分别采用0.5%戊二醛、95%乙醇、4%甲醛及无水冷丙酮等四种固定液对人骨肉瘤细胞MG-63进行固定,然后分别对微丝和微管进行染色、封片,采用激光共聚焦扫描显微镜观察细胞微丝及微管骨架的形态。同时采用图像分析方法对细胞骨架微丝、微管荧光图像进行定量分析。结果表明,0.5%戊二醛固定的细胞,微丝呈清晰的束状纤维,微管呈有规律的束状纤维;95%乙醇固定的细胞,微丝纤维连贯性差,微管纤维非常清晰;4%甲醛固定的细胞,微丝纤维之间比较模糊,微管纤维呈圆弧状,联贯性较差;无水冷丙酮固定的细胞,微丝明显皱缩,呈模糊状,微管清晰可见,连贯性较好。因此,不同固定液固定的原理不同,要根据实验目的,选择合适的固定方法。

重离子辐射和模拟失重复合因素对家蚕胚胎发育期基因表达谱的影响

目的:获得重离子辐射和模拟失重复合因素影响家蚕胚胎发育期基因表达谱的规律。

二维回转培养对MLO-Y4骨样细胞PKD2表达定位及胞内钙信号的影响

目的:PKD2(polycystin2,多囊肾病蛋白2)能够在细胞膜上形成无选择性的阳离子通道,在肾上皮细胞中PKD2与初级纤毛共定位,通过改变胞内的钙信号过程参与细胞对力学刺激的响应。本实验通过二维回转培养来模拟失重效应,旨在探讨二维回转培养对MLO-Y4骨样细胞PKD2表达定位,及胞内钙信号的影响。初步了解PKD2在小鼠骨样细胞MLO-Y4响应力学刺激过程中起的作用。方法:采用二维回转培养骨样细胞MLO-Y4,用RT-PCR和western blotting检测PKD2的表达,用荧光共聚焦显微镜检测细胞中PKD2与初级纤毛的定位及细胞内钙离子含量。结果:与对照组相比,在二维回转培养后,骨样细胞MLO-Y4的PKD2表达在mRNA和蛋白水平都有明显的下降,PKD2、PKD1(polycystin1,多囊肾病蛋白1)和乙酰化的α-tubulin共定位,同时二维回转培养降低了细胞内钙离子含量。结论:在二维回转培养下,PKD2可能通过调节自身表达来改变细胞膜上PKD通道的数目和开放情况来影响细胞内钙离子含量,参与骨细胞对细胞外应力的感受过程,其详细机制还有待进一步实验研究。这将对探讨骨细胞响应力学刺激的具体机制提供重要的理论依据。