前列腺素E2对成骨细胞力学敏感性的调控作用

目的探讨前列腺素E2(PGE2)与成骨细胞力学敏感性的关系,并对其细胞水平的作用机制进行分析。方法使用16,16-二甲基PGE2(dmPGE2)对成骨细胞株(MC3T3-E1)进行预处理,随后观察其对细胞内钙离子信号的调控作用;并采用蛋白激酶A(PKA)信号通路的激活剂与阻滞剂检验PKA信号通路在此调控过程中的参与作用。结果相对于空白处理组,dmPGE2预处理显著提升了细胞中由水肿胀刺激引起的钙离子信号强度。该作用被PKA信号通路的激活剂8-溴腺苷-3,5-环单磷酸钠(8br-cAMP)所模拟;且被PKA多肽阻滞剂(PKI)阻断。结论 dmPGE2通过激活PKA信号通路上调MC3T3-E1细胞中由水肿胀刺激引起的钙离子响应,为解释PGE2在骨组织中的促合成作用提供了重要的细胞学基础。

药用超分子材料环糊精衍生物的安全性研究

目的：综述药用超分子材料环糊精衍生物近年来在国内外的安全性研究进展，以促进国内这方面的研究。方法：从环糊精衍生物在不同制剂应用中的安全性方面概括了其最新研究。结果：环糊精及其衍生物在改善药物理化性质、改进处方、提高药效、降低副作用等方面具有重要价值。除了少数环糊精有较大的毒副作用外，环糊精及其衍生物可以作为安全的药物辅料。结论：有关环糊精及其衍生物的毒副作用的研究尚未完善，如磺丁基醚－β－环糊精的毒副作用以及大部分环糊精及其衍生物的长期毒副作用。我国应大力研究、开发和应用环糊精及其衍生物，以扩展优良的药用辅料。

新型生物素接枝聚乳酸纳米球的制备及性能研究

利用自组装方式制备生物素接枝聚乳酸材料(BPLA)的纳米球,对其性能进行表征;体外探讨BPLA纳米球与链霉亲和素和生物素的结合能力,据此判断BPLA纳米球的潜在靶向性。结果表明BPLA纳米球呈球形,平均粒径<200nm,分散系数<0.15,平均电位<-25mV;静置1月稳定;浓度为0.01～1.0mg/mL的BPLA纳米球的溶血率均低于5%;在37℃体外模拟体液静止和流动情况下能够与链霉亲和素进行结合;同时,在以链霉亲和素为臂时,BPLA纳米球仍然具备与生物素特异性结合能力。显示出BPLA纳米球在药物靶向领域具有潜在应用前景。

前列腺素E2对成骨细胞微丝强度的调控作用

目的 观察前列腺素E2（PGE2）在受到流体剪应力（FSS）加载后的MC3T3-E1成骨细胞株中对微丝强度的调控作用,并且探讨相关机制.方法 使用荧光标记法对经过FSS加载以及空白试剂、16,16-二甲基前列腺素E2（dmPGE2）、dmPGE2＋蛋白激酶A肽抑制剂（PKI）、8溴-环单磷酸腺苷（8Br-cAMP）、8Br-cAMP＋ PKI处理后的MC3T3-E1细胞中微丝进行染色处理;并通过图像处理软件（Volocity）对细胞中连续微丝的比例进行量化,检测dmPGE2对细胞中微丝强度的调控作用以及蛋白激酶A（PKA）信号通路的参与作用.结果 相对于空白对照组,dmPGE2显著降低了FSS加载后MC3T3-E1细胞中的微丝的强度.PKA信号通路的激活剂8Br-cAMP在一定程度上模拟了dmPGE2对微丝的作用;PKA信号通路阻滞剂PKI削弱了dmPGE2的作用.结论 dmPGE2能够促进FSS加载后MC3T3-E1细胞中微丝强度向静态水平的恢复;并且发现PKA信号通路参与此调控过程.

青少年股骨近端生长板应力分布的有限元分析

目的探讨力学因素对生长板形态和股骨近端发育的影响,为凸轮型(Cam)髋臼股骨撞击症发生机制提供力学依据。方法利用青少年股骨近端正常及延长型生长板的髋部CT扫描数据仿生构建正常和延长型两种股骨近端骨骺生长板的三维有限元模型。采用Vicon系统收集5名健康志愿者的日常活动(行走、单或双脚站立、上下楼梯、坐下起立和蹲下起立)及篮球训练上篮动作的动态力学和位置数据,选取最大峰值、动作起始与终止的股骨头力学负荷和位置的均值进行有限元力学分析,观察不同活动模式下两种模型生长板上等效应力、法向应力和剪切应力的分布。结果成功构建正常和延长型的股骨近端骨骺生长板的髋关节三维有限元模型,并获得日常活动和上篮动作中股骨头的力学负荷值和空间位置参数。日常活动中,正常与延长型两种模型骨骺生长板的等效应力峰值为1.6~11.0 MPa、压应力(1.7~12.0 MPa)、拉应力(0.5~10.0 MPa)和剪切应力(0.4~7.1 MPa),行走、单或双脚站立、上下楼梯、坐下起立和蹲下起立的压应力集中分布在中央及外侧区域、拉应力集中分布在中央及内侧区域,切应力集中在内侧区域及生长板前后侧边缘。在上篮动作中,正常模型生长板中央、外上侧及内侧边缘的区域压应力明显集中,峰值分别波动在5.5~19.0 MPa、5.7~11.0 MPa、5.4~7.3 MPa。拉应力与切应力在内外边缘及中央区域集中,峰值分别是3.0~24.0 MPa、3.0~26.0 MPa,均与日常活动下的应力分布有明显差异;延长型的生长板可见中央、外侧边缘区域压应力集中,峰值分别波动在17.0~41.0 MPa、17.0~38.0 MPa,模拟的延长部分剪切应力、拉应力较集中峰值波动在4.9~34.0 MPa,同样与日常活动应力分布有明显差异。结论力学分布在日常活动和篮球上篮训练及正常型与延长型生长板间的差异,可能是延长型生长板发育和Cam型髋臼股骨撞击症形成的力学始动因素。

骨关节炎膝关节原位软骨细胞自发性钙离子信号的变化

目的探讨骨关节炎(OA)膝关节正常及退变区域原位软骨细胞自发性[Ca^(2+)]i(细胞内游离钙离子浓度)信号特征与差异。方法以西南医院关节外科提供的OA患者膝关节置换软骨组织作为研究对象,根据软骨区域分正常组与OA组。使用Fluo-8 AM钙离子探针以及荧光显微镜观测法对组织中原位软骨细胞在不同Ca^(2+)浓度环境下自发性[Ca^(2+)]i信号进行观测;使用图像处理软件与统计学单因素方差分析法对检测结果进行分析。结果正常与OA软骨细胞在0 mM与4 mM Ca^(2+)环境中均产生自发性[Ca^(2+)]i信号,且具向相邻细胞传递特性。正常组处于4 mM Ca^(2+)浓度中,表层及中层软骨细胞自发性[Ca^(2+)]i信号各项指标与深层软骨细胞比较存在统计学差异。(1)表层vs.深层,峰值量级:(1.73±0.13)vs.(2.90±0.25);响应率:(15.08%±8.29%)vs(69.65%±5.21%);峰值数目:(0.17±0.09)vs(0.95±0.08),P<0.05。(2)中层vs深层,峰值量级:(2.03±0.76)vs(2.90±0.25);响应率:(36.75%±6.73%)vs(69.65%±5.21%);峰值数目:(0.61±0.10)vs(0.95±0.08),P<0.05。但该差异在0 mM Ca^(2+)环境中不存在。OA组在0 mM或4 mM Ca^(2+)环境中各层软骨细胞[Ca^(2+)]i信号均不存在差异;但其中层与深层软骨细胞[Ca^(2+)]i信号易受胞外Ca^(2+)浓度影响。(1)中层,4 mM vs 0 mM:峰值量级:(2.3±0.11)vs.(1.86±0.11)、响应率:(53.88%±8.21%)vs.(26.50%±8.89%)、峰值数目:(0.84±0.94)vs.(0.28±0.07),P<0.05;(2)深层,4 mM vs 0 mM:峰值数目:(0.59±0.11)vs.(0.21±0.06),P<0.05。在4 mM Ca^(2+)环境中,OA组表层与中层细胞[Ca^(2+)]i信号明显强于正常组:(1)表层,OA vs正常:峰值量级:(2.62±0.51)vs(1.73±0.13),P<0.05;(2)中层,OA vs.正常:峰值量级:(2.3±0.11)vs.(2.03±0.76),P<0.05。但深层区域中没有此差异。结论正常软骨组织内各层细胞[Ca^(2+)]i信号特征具有差异,且依赖于胞外Ca^(2+)浓度调控;OA软骨细胞[Ca^(2+)]i信号相对于正常细胞存在差异,OA软骨组织内环境的异常是其可能原因。

炎性预处理的脂肪干细胞条件培养基对骨性关节炎软骨细胞表型的调节作用

目的探讨炎性因子TNF-α、IL-1β和IFN-γ预处理脂肪间充质干细胞(Adipose mesenchymal stem cells,ADMSCs)是否可以改变其分泌组的生物学特性并分析其对人骨性关节炎软骨细胞的表型产生影响。方法获取并培养AD-MSCs和人骨性关节炎软骨细胞,分别使用工作浓度为10 ng/mL的TNF-α、IL-1β、IFN-γ的条件培养液和对照培养液(DMEM-F12+2%FBS)预处理AD-MSCs并收集对应的条件培养基(CM-1组、CM-2组、CM-3组和CM-0组),各组分别培养骨性关节炎软骨细胞72 h后,通过免疫荧光染色、RT-PCR和Western Blot法检测软骨细胞SOX-9、COL2、RUNX2、MMP13的表达情况,所有细胞实验均重复3次,比较4组SOX9、COL2、MMP13、RUNX2表达水平。结果CM-1组、CM-2组、CM-3组AD-MSCs较CM-0组细胞明显变得扁平、粗大。CM-1组、CM-2组、CM-3组SOX9、COL2的表达水平较CM-0组高,MMP13表达水平较CM-0组低,差异有统计学意义(P<0.05)。在基因水平上4组RUNX2的表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用炎性因子预处理MSCs,形成的条件培养基可以明显增强骨性关节炎软骨细胞的成软骨能力,并降低骨性关节炎软骨细胞的肥大化和降解代谢水平。

基质相互作用分子2对软骨细胞钙离子释放激活钙通道的调控作用

目的利用软骨细胞构建基质相互作用分子2(stromal interaction molecule-2,STIM2)过表达模型探讨STIM2蛋白在软骨细胞钙离子释放激活钙(Ca2+ release activated Ca2+,CRAC)通道中的调控作用。方法骨关节炎软骨细胞及正常软骨细胞分别取自全膝关节置换术中软骨退变及正常区域,采用胞内钙离子信号实时荧光检测技术对骨关节炎和正常软骨细胞CRAC通道功能进行检测;采用蛋白质印迹技术检测骨关节炎与正常软骨细胞中STIM2蛋白的表达情况。构建质粒并进行转染上调正常软骨细胞STIM2蛋白水平,使用细胞荧光、Real-time PCR与蛋白质印迹验证转染效率;采用胞内钙离子信号实时荧光检测技术对STIM2转染组与空载质粒组软骨细胞中CRAC通道功能的改变进行检测。结果在毒胡萝卜素处理后,骨关节炎软骨细胞的内质网释放钙离子信号的峰值强度[(2.13±0.12)倍]较正常软骨细胞[(2.87±0.32)倍]下降;在外源性钙离子处理后,骨关节炎软骨细胞钙离子信号荧光强度到达峰值所需的时间[(336.85±15.88)s]较正常软骨细胞[(231.96±17.82)s]增加。蛋白质印迹显示骨关节炎软骨细胞中STIM2蛋白表达增加。质粒转染后,STIM2转染组的软骨细胞荧光强度增加,STIM2基因相对表达量增加,STIM2蛋白表达增加。在毒胡萝卜素处理后STIM2转染组软骨细胞内质网释放钙离子信号的峰值强度[(2.60±0.19)倍]较空载质粒组[(4.58±0.28)倍]下降;外源性钙离子处理后STIM2转染组软骨细胞内质网释放钙离子信号的峰值强度[(2.24±0.19)倍]较空载质粒组[(4.34±0.33)倍]下降。结论软骨细胞中STIM2蛋白负向调控CRAC通道功能,减少内质网内储存性钙离子的浓度。