红景天苷促进MC3T3-E1细胞成骨分化能力的体外实验

背景:骨缺损可直接影响牙齿种植的成功率及种植体的长期稳定性。研究显示红景天苷可促进成骨细胞增殖、分化,但对于其成骨分化相关通路具体研究不多。目的:体外细胞实验研究红景天苷对MC3T3-E1细胞增殖和分化的影响,并探究其对相关基因和蛋白表达的影响。方法:采用CCK-8实验和碱性磷酸酶实验筛选红景天苷(0.5,1,5,10,50μmol/L)促进MC3T3-E1细胞增殖和分化的最佳浓度。实验分为4组:对照组、红景天苷组、红景天苷+LY294002组、LY294002组,分别用成骨诱导液、含10μmol/L红景天苷、10μmol/L红景天苷+10μmol/L LY294002、10μmol/L LY294002的成骨诱导液进行培养,观察红景天苷及PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002对成骨相关基因和蛋白表达的影响。结果与结论:①CCK-8实验和碱性磷酸酶实验显示:红景天苷促进MC3T3-E1细胞增殖的作用在10μmol/L时最显著;②与对照组相比,红景天苷可以促进矿化、促进细胞黏附、减少细胞死亡,提高Runx-2、骨钙素、骨桥蛋白的mRNA表达(P<0.01),提高Runx-2和p-Akt蛋白表达(P<0.01);而添加PI3K/Akt信号通路抑制剂LY294002则可逆转以上结果;③结果表明,红景天苷能促进MC3T3-E1细胞矿化,并能促进成骨相关基因、蛋白的表达,这可能与PI3K/Akt信号通路的激活有关。

黄芪甲苷可缓解MC3T3-E1细胞氧化应激损伤并促进成骨

背景:氧化应激是导致骨质疏松症的主要原因之一,减少氧化应激水平与增加抗氧化防御是治疗骨质疏松症的重要研究方向。研究证实黄芪甲苷具有抗骨质疏松作用,但其作用机制尚不明确。目的:探讨黄芪甲苷对氧化应激条件下MC3T3-E1细胞成骨的作用。方法:将MC3T3-E1细胞分4组培养:对照组加入完全培养基,模型组加入含过氧化氢的完全培养基干预24 h后更换为完全培养基,黄芪甲苷组加入含过氧化氢、黄芪甲苷的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷的完全培养基,抑制剂组加入含过氧化氢、黄芪甲苷、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)抑制剂的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷、ERK抑制剂的完全培养基。过氧化氢干预48 h后,通过丙二醛含量检测黄芪甲苷对MC3T3-E1细胞氧化应激的缓解作用;过氧化氢干预48 h后进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色验证MC3T3-E1细胞成骨及矿化能力,通过RT-qPCR检测成骨相关基因的表达,Western blot检测成骨相关蛋白及ERK/腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)信号通路蛋白的表达。结果与结论:(1)模型组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均少于对照组(P<0.05),黄芪甲苷组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均多于模型组(P<0.05)。(2)与对照组比较,模型组细胞内丙二醛含量增加(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05),AMPK mRNA与p-AMPK蛋白表达升高(P<0.05);与模型组比较,黄芪甲苷组细胞内丙二醛含量减少(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),ERK1/2、AMPK mRNA表达升高(P<0.05),p-AMPK、p-ERK1/2蛋白表达均升高(P<0.05);ERK抑制剂可部分抑制黄芪甲苷的上述作用。(3)结果表明,黄芪甲苷可通过激活ERK/AMPK信号通路促进氧化应激条件下MC3T3-E1细胞的成骨分化。

初级纤毛介导成骨前体细胞系MC3T3-E1传代衰老减低成骨分化能力

背景:在大段骨缺损修复中,由于种子细胞传代等多种因素可引起成骨类细胞衰老,造成组织工程骨植入体内后成骨分化活性降低。近年来,初级纤毛介导细胞衰老的机制已被广泛研究,但“传代衰老-成骨活性减低”的初级纤毛相关机制尚未完全明了。目的:探讨初级纤毛调控成骨性MC3T3-E1细胞传代衰老的可能机制。方法:成骨前体细胞系MC3T3-E1细胞传代至第10代(早期传代)及第40代(晚期传代),同时使用siRNA沉默IFT88阻碍初级纤毛生成,即将细胞分为第10代组、第40代组、第10代+siRNA IFT88-组、第40代+siRNA IFT88-组。各组细胞成骨诱导3 d,采用RT-PCR和Western blot检测衰老标志物CDKN2A(P16)的表达、成骨活性标志物骨形态发生蛋白2和碱性磷酸酶的表达、Hedgehog通路IHH的表达;茜素红染色和初级纤毛免疫荧光染色分析初级纤毛形态;对初级纤毛阳性率与IHH、骨形态发生蛋白2的表达进行Spearman相关性分析。结果与结论:①成骨诱导3 d,第40代组MC3T3-E1细胞的CDKN2A(P16)表达显著高于第10代组,而在siRNA IFT88-干预后差异消失;②第10代组的初级纤毛细胞阳性率高于第40代组,siRNA IFT88-则显著性抑制第10代与第40代细胞的初级纤毛表达;③第10代组MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶及骨形态发生蛋白2的转录活性和蛋白表达均高于第40代组,通过siRNA抑制初级纤毛表达后,上述差异减低或者消失;④初级纤毛细胞阳性率与IHH蛋白表达及骨形态发生蛋白2蛋白表达呈正相关。结果表明:初级纤毛介导了成骨性MC3T3-E1细胞的传代衰老,可调控成骨分化能力。

bta-miR-27a-5p的生物信息学分析及其对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响

为了探究bta-miR-27a-5p的生物学特性及其对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响,试验利用miRBase数据库对不同物种间miR-27a-5p的保守性进行分析,并构建了miR-27a-5p的系统进化树;利用TargetScan和miRWalk在线网站预测bta-miR-27a-5p的靶基因,并对靶基因进行GO功能注释和KEGG信号通路分析;利用实时荧光定量PCR方法检测在不同月龄夏南牛不同器官中bta-miR-27a-5p基因的相对表达量;最后通过实时荧光定量PCR方法、Western-blot检测、三酰甘油浓度测定和油红O染色探究过表达bta-miR-27a-5p后对3T3-L1前脂肪细胞分化的影响。结果表明:不同物种miR-27a-5p的成熟序列保守性较高;牛miR-27a-5p基因与山羊的亲缘关系最近,与非洲爪蟾的亲缘关系最远;bta-miR-27a-5p靶基因主要在细胞过程、生物过程、细胞、细胞部分、结合等GO条目上富集,并富集在胰岛素抵抗、细胞衰老、脂肪细胞因子等信号通路中;bta-miR-27a-5p基因可在夏南牛的多个器官中表达,且12月龄夏南牛脂肪组织中的相对表达量均显著低于0月龄和24月龄(P<0.05);过表达bta-miR-27a-5p基因可显著或极显著抑制C/EBPα、PPARγ和FABP4基因和蛋白质表达(P<0.05或P<0.01),并显著或极显著降低3T3-L1前脂肪细胞内脂滴和三酰甘油浓度(P<0.05或P<0.01)。说明bta-miR-27a-5p在不同物种间高度保守,在不同月龄夏南牛脂肪组织中显著差异表达,并且能抑制3T3-L1前脂肪细胞分化,bta-miR-27a-5p基因可能是调控牛脂肪生成的候选miRNA。

基于Wnt/β-连环蛋白通路探究金天格对肿瘤坏死因子-α诱导的小鼠MC3T3E1细胞生物学功能的影响实验研究

目的:探讨金天格通过调节Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)通路对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的小鼠成骨细胞(MC3T3E1)细胞生物学功能的影响。方法:体外培养MC3T3E1细胞,分为对照组、TNF-α组(50 ng/ml TNF-α)、L-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10^(-6) g/L金天格)、M-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10-5 g/L金天格)、H-金天格组(50 ng/ml TNF-α+10^(-4) g/L金天格)、Dickkopf-1(DKK-1)组(50 ng/ml TNF-α+10 ng/ml Wnt/β-catenin通路抑制剂DKK-1)、H-金天格+LiCl组(50 ng/ml TNF-α+10^(-4) g/L金天格+20μmol/L Wnt/β-catenin通路激活剂LiCl)。用CCK-8试剂盒对细胞活性进行检测,用流式细胞仪对细胞凋亡情况进行检测,用酶联免疫吸附试验对细胞白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-6水平进行检测,用Western blot对细胞凋亡相关蛋白及Wnt/β-catenin信号通路蛋白表达情况进行检测。结果:与对照组比较,TNF-α组细胞活性、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、细胞程序性死亡配体-1(PD-L1)蛋白表达降低,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及B细胞淋巴瘤(Bax)、β-catenin、转录因子7样2(TCF7L2)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)蛋白表达升高(均P<0.05)。与TNF-α组比较,L-金天格组、M-金天格组、H-金天格组、DKK-1组细胞活性及Bcl-2、PD-L1蛋白表达升高,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及Bax、β-catenin、TCF7L2、Cyclin D1蛋白表达降低(均P<0.05)。与H-金天格组比较,H-金天格+LiCl组细胞活性及Bcl-2、PD-L1蛋白表达降低,细胞凋亡率、IL-1β、IL-6水平以及Bax、β-catenin、TCF7L2、Cyclin D1蛋白表达升高(均P<0.05)。结论:金天格可能通过抑制Wnt/β-catenin通路减轻TNF-α诱导的MC3T3E1细胞损伤。

龙血素B通过P38MAPK信号通路调控MC3T3-E1成骨分化和骨形成的机制

目的:探究龙血素B对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1细胞)成骨分化和骨形成的影响以及其通过P38MAPK信号通路调控成骨分化和骨形成的机制。方法:培养MC3T3-E1细胞,加入不同浓度(0、15、30、60、90、120μmol/L)龙血素B,采用CCK8法和流式细胞术(FCM)检测不同时间(24h、48h、72h)MC3T3-E1细胞增殖能力和凋亡情况,确定龙血素B促MC3T3-E1细胞成骨最佳的药物浓度及作用时间。培养MC3T3-E1细胞并分为空白组(不作干预),龙血素B组(加入龙血素B共培养),龙血素B+阻断剂组(加入龙血素B和P38抑制剂SB203580共培养),进行干预实验;采用碱性磷酸酶(ALP)活性检测试剂盒测定各组细胞ALP活性,qRT-PCR法检测各组细胞骨桥蛋白(OPN)基因、骨钙素(OCN)基因、骨唾液蛋白(BSP)基因表达水平,茜素红染色法观察各组细胞骨形成能力。结果:龙血素B可促进MC3T3-E1细胞增殖并抑制其凋亡,效果与浓度和干预时间相关,在90μmol/L浓度下干预48h促MC3T3-E1细胞生长作用最强;干预结束后第1、3、5天,龙血素B组细胞ALP活性较空白组升高,龙血素B+阻断剂组细胞ALP活性较龙血素B组降低(P<0.05);龙血素B组细胞OPN、OCN、BSP基因表达水平较空白组升高,龙血素B+阻断剂组细胞OPN、OCN、BSP基因表达水平较龙血素B组降低(P<0.05);干预结束后第21天,龙血素B组细胞钙化结节区域面积较空白组增大,龙血素B+阻断剂组细胞钙化结节区域面积较龙血素B组减小(P<0.05)。结论:龙血素B可提高MC3T3-E1细胞增殖活性,并通过激活P38MAPK信号通路促进MC3T3-E1细胞成骨分化和骨形成。

淫羊藿苷在炎症环境下对MC3T3-E1细胞增殖分化的影响

背景:研究表明慢性根尖周炎是常见的炎症性骨破坏疾病之一,淫羊藿苷可以促进成骨分化、抑制骨吸收,可能对慢性根尖周炎引起的骨破坏起到保护作用。目的:探讨在脂多糖刺激的炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞增殖分化的影响。方法:应用脂多糖刺激MC3T3-E1细胞建立体外炎症环境,采用CCK-8检测脂多糖最佳作用质量浓度及作用时间;CCK-8检测在1μg/mL脂多糖刺激下淫羊藿苷的最佳作用质量浓度;碱性磷酸酶染色、Real-time PCR及Western blot检测炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响;Real-time PCR及Western blot检测炎症环境下淫羊藿苷对MC3T3-E1细胞炎症相关因子白细胞介素1β、白细胞介素6表达的影响。结果与结论:①CCK-8结果显示,淫羊藿苷的最佳作用质量浓度为0.1μg/mL;②在炎症环境下,淫羊藿苷增强了碱性磷酸酶的表达,促进了成骨细胞分化;③与脂多糖组相比,脂多糖+淫羊藿苷组成骨相关因子碱性磷酸酶、Runx2表达升高;④与脂多糖组相比,脂多糖+淫羊藿苷组炎症相关因子白细胞介素1β、白细胞介素6表达水平下降;⑤结果提示,脂多糖能导致MC3T3-E1细胞成骨分化能力减弱并加重炎症反应,淫羊藿苷对其具有保护作用。

辅酶Q10对MC3T3-E1细胞氧化应激损伤的保护作用研究

辅酶Q10(CoQ10)作为一种抗氧化剂,在保护细胞免受氧化应激损伤中发挥重要作用。本探究旨在探讨CoQ10对氧化应激状态下的MC3T3-E1的保护作用。方法 将MC3T3-E1随机分为对照组、H2O2模型组(200μmol/L的H2O2作用4h)、CoQ10治疗组(100μmol/L的CoQ10预处理48H后,200μmol/L的H2O2作用4h)和CoQ10组(100μmol/L)。检测各组细胞活性氧(ROS)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)等关键生物标志物的含量。结果 H2O2组细胞的ROS和MDA水平较对照组均显著增高(P<0.05)、LDH释放量显著增大(P<0.05);CoQ10治疗组细胞以上三项指标较H2O2组均显著下降(P<0.05)。H2O2模型组SOD活性较对照组显著降低(P<0.05),在CoQ10干预治疗组中SOD活性明显高于H2O2模型组(P<0.05)。结论 辅酶Q10能够起到显著的保护氧化应激损伤的MC3T3-E1细胞的作用。

葛根素对3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗的影响及机制研究

目的:探讨葛根素对3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗(IR)的影响及可能的作用机制。方法:将3T3-L1脂肪细胞分为7组,即对照组(control组)、葛根素3μmol/L组、葛根素10μmol/L组、葛根素30μmol/L组、葛根素100μmol/L组、葛根素300μmol/L组和阳性对照组(罗格列酮10μmol/L组,RGZ组),每组6孔。采用MTT法检测细胞增殖,油红O染色法检测细胞分化。利用地塞米松诱导建立3T3-L1脂肪细胞IR模型,并给予不同浓度的葛根素进行干预,测定葡萄糖利用情况,利用细胞转染过表达TLR2(命名为Pue+oe-TLR2组);蛋白质免疫印迹法(western blotting)测定TLR2蛋白水平;酶联免疫吸附试验测定干扰素-γ(IFN-γ)水平。结果:与control组相比,葛根素各剂量组3T3-L1脂肪细胞的增殖率均无显著变化(P>0.05)。与control组相比,葛根素各剂量组3T3-L1脂肪细胞的分化明显增加(P<0.05)。与control组相比,葛根素各剂量组IR 3T3-L1脂肪细胞的葡萄糖消耗量显著提高(P<0.05);葛根素各剂量组IR 3T3-L1脂肪细胞中TLR2表达量、IFN-γ分泌量降低,GLUT4和PPARγ的水平升高(P<0.05)。Pue+oe-TLR2组TLR2的相对表达量及IFN-γ分泌量显著高于Pue+oe-NC组,PPARγ、GLUT4的相对表达量显著低于Pue+oe-NC组(P<0.01)。结论:葛根素可提高IR 3T3-L1脂肪细胞葡萄糖消耗,缓解IR,其机制可能与抑制TLR2表达进而降低IFN-γ分泌有关。

双膦酸盐修饰生长分化因子5促进MC3T3-E1细胞的成骨分化

背景:生长分化因子5作为骨形态发生蛋白的一员在软骨及骨组织修复领域表现出良好的应用潜力,增强生长分化因子5与骨组织的亲和力是提高蛋白使用效率的关键,因而开发具有骨靶向性的生长分化因子5蛋白具有重要意义。目的:利用双膦酸盐修饰生长分化因子5并探讨改性后蛋白对小鼠成骨前体细胞生长分化的影响。方法:采用化学交联法将生长分化因子5与帕米膦酸钠偶联,得到偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5,采用傅里叶变换红外光谱、圆二色谱对其基团及结构进行表征,利用ELISA试剂盒测定生长分化因子5与磷酸钙的结合量以及生长分化因子5的体外释放量,用于表征其体外骨靶向性。将生长分化因子5(对照组)、偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5(实验组)分别与成骨前体细胞MC3T3-E1共培养,以单独培养的细胞为空白对照,评价复合物对细胞增殖及分化等的影响。结果与结论:①红外光谱及圆二色谱结果表明,实验成功制备了双膦酸盐/生长分化因子5复合物且蛋白二级结构无显著变化;体外磷酸钙吸附结果表明,偶联帕米膦酸钠后,生长分化因子5与磷酸钙的吸附率增加了约1倍;在半胱氨酸存在条件下,偶联帕米膦酸钠的生长分化因子5的蛋白可释放出来;②CCK-8实验结果显示,实验组培养4,7 d的吸光度值高于对照组、空白对照组(P<0.0001);培养7 d后,实验组碱性磷酸酶表达明显高于对照组、空白对照组(P<0.0001);培养13 d后,实验组钙结节含量明显高于对照组、空白对照组(P<0.0001);qRT-PCR结果检测结果显示,培养7 d后,实验组碱性磷酸酶、骨钙素及Runx2的mRNA表达高于对照组、空白对照组(P<0.01,P<0.001,P<0.0001);③结果表明,双膦酸盐修饰有利于增强生长分化因子5与磷酸钙的结合能力,同时有利于增强其生物活性。

木犀草苷对3T3-L1前脂肪细胞分化和脂代谢的影响

目的:研究木犀草苷对3T3-L1前脂肪细胞分化和脂代谢的影响及其作用机制。方法:采用3T3-L1前脂肪细胞,利用四甲基偶氮唑蓝法检测不同质量浓度木犀草苷对3T3-L1前脂肪细胞毒性的影响;使用鸡尾酒诱导法诱导细胞分化,用油红O染色观察脂滴形成情况;测定分化后细胞中甘油三酯、总胆固醇的含量以及相关炎症因子如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白细胞介素(interleukin,IL)-6、IL-10、瘦素(leptin,LEP)和脂联素(adiponectin,ADPN)的分泌量;利用Western Blot法检测细胞过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators activated receptor,PPAR)γ、CCAAT增强子结合蛋白(CCAAT-enhancer-binding proteins,C/EBP)-α、固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element-binding protein 1,SREBP1)、PPARα、解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP-1)、肉碱棕榈酰转移酶1(carnitine palmitoyltransferase 1,CPT-1)蛋白的相对表达水平。结果:3T3-L1前脂肪细胞存活率随木犀草苷质量浓度的升高整体呈降低趋势,木犀草苷质量浓度在5~60μg/mL时细胞存活率均在80%以上。木犀草苷处理组可显著抑制3T3-L1前脂肪细胞的分化,减少脂质积累;木犀草苷可下调成脂分化后细胞中总胆固醇、甘油三酯的含量以及炎症因子TNF-α、IL-6和LEP的分泌量,上调IL-10和ADPN的分泌量;木犀草苷能下调PPARγ、C/EBP-α和SREBP1蛋白的相对表达水平,上调PPARα、UCP-1和CPT-1蛋白的相对表达水平。结论:木犀草苷可以抑制3T3-L1前脂肪细胞分化和影响脂代谢,其机制一方面是下调PPARγ、C/EBP-α和SREBP1蛋白表达,抑制脂肪合成;另一方面是激活PPARα上调下游蛋白,促进脂肪消耗;木犀草苷还可能通过调节细胞因子的分泌量,促进细胞脂解,从而改善脂代谢失衡。

山药多糖对地塞米松诱导IR-3T3-L1脂肪细胞的降血糖作用及机制研究

目的探究山药多糖(Chinese yam polysaccharide,CYPS)在地塞米松(dexamethasone,DEX)诱导的3T3-L1胰岛素抵抗(IR-3T3-L1)细胞模型中的降血糖作用。方法将IR-3T3-L1脂肪细胞随机分为对照组(Con)、DEX组(DEX)、Met组(Met,阳性药组)、CYPS组(0.05、0.15、0.45 mg/mL),通过DEX(1μmol/L)诱导建立IR-3T3-L1细胞模型,进行给药后细胞对葡萄糖的消耗量和细胞中血脂(总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C))与丙二醛(malondialdehyde,MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、己糖激酶(hexokinase,HK)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)含量的检测,并采用qRT-PCR对AMPK-PI3K/Akt信号通路中相关基因表达进行检测。结果DEX组与Con组相比,1μmol/L DEX处理48 h显著降低了IR-3T3-L1细胞的葡萄糖消耗量(P<0.01),且在60 h内维持稳定。0.05、0.15、0.45 mg/mL CYPS处理IR-3T3-L1细胞显著增加了细胞中葡萄糖的消耗(P<0.01)、HK、PK、GSH-Px酶活性(P<0.01)、HDL-C含量(P<0.01);降低了MDA酶活性(P<0.01)、T-CHO、TG、LDL-C含量(P<0.01)。同时,CYPS可以显著回调PI3K、Akt、GLUT-4、AMPK、IRS-2、PPARa、Adiponectin的mRNA水平(P<0.05),降低IRS-1、GSK-3β、ACC、FAS的mRNA表达水平(P<0.01)。结论CYPS能够改善DEX诱导的IR-3T3-L1细胞对葡萄糖的消耗,调节脂代谢紊乱,缓解氧化应激,其作用机制可能通过调控IR-3T3-L1脂肪细胞的AMPK-PI3K/Akt信号通路来实现糖脂代谢紊乱和胰岛素抵抗调节来实现。

高糖环境下药桑提取物脱氧野尻霉素对MC3T3-E1细胞的影响

目的研究药桑提取物脱氧野尻霉素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)在高糖环境下对MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化的作用。方法取P4代MC3T3-E1细胞,在50 mmol/L的高糖环境下通过细胞毒性检测试剂盒(Cell dountingkit-8,CCK-8)检测不同浓度的DNJ(10 mmol/L、1 mmol/L、100μmol/L、10μmol/L、1μmol/L、100 nmol/L、10 nmol/L、1 nmol/L)干预对MC3T3-E1细胞增殖的影响,筛选出后续实验研究的DNJ浓度。取培养至对数生长期的MC3T3-E1细胞,按不同干预方式分为:空白组(完全培养基)、高糖组(50 mmol/L糖浓度的完全培养基)、实验组[50 mmol/L糖浓度的完全培养基+不同浓度DNJ(100、10、1μmol/L)溶液]。使用流式细胞技术检测细胞的凋亡和活性氧,采用ELISA试剂盒检测细胞上清液中AGEs和IL-1β、IL-6、TNF-α的含量,通过碱性磷酸酶染色及活性检测MC3T3-E1细胞的早期成骨能力的影响,通过茜素红染色和定量检测MC3T3-E1细胞的晚期成骨能力,采用RT-PCR检测IL-1β、IL-6、TNF-α、Bax、Bcl-2、IGF-1、ALP、OCN、OSX、Col-1和Runx2的mRNA表达情况。结果高糖环境下,100、10、1μmol/L的DNJ可以促进MC3T3-E1细胞增殖。与高糖组相比,实验组凋亡率、活性氧含量、细胞上清液中AGEs、IL-1β、IL-6和TNF-α含量降低,差异有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR结果表明,与高糖组相比,实验组Bax、IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA表达降低,Bcl-2、IGF-1、ALP、OCN、OSX、Col-1和Runx2的mRNA表达升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在高糖环境下,一定浓度范围内DNJ能够抑制MC3T3-E1细胞的凋亡和炎症因子的产生,促进成骨细胞的分化。

Nesfatin-1对3T3-L1脂肪细胞糖代谢和自噬的影响

为探讨厌食肽Nesfatin-1对脂肪细胞糖代谢和自噬的影响,本试验通过体外诱导分化3T3-L1前脂肪细胞,并在高糖状态下,以Nesfatin-1干预1 h之后,采用非放射性荧光法、ELISA、实时荧光定量PCR和Western blot分别检测脂肪细胞的葡萄糖摄取水平、丙酮酸含量、己糖激酶和磷酸果糖激酶活性以及自噬因子LC3、p62和Beclin-1 mRNA和蛋白表达量。结果显示,3T3-L1前脂肪细胞经过8 d诱导可达到完全分化状态;与对照组相比,经过Nesfatin-1处理后,3T3-L1脂肪细胞的葡萄糖摄取水平极显著降低(P<0.01),己糖激酶和磷酸果糖激酶的酶活性均非常显著地降低(P<0.001),p62 mRNA和蛋白表达量极显著下降(P<0.01),但丙酮酸含量、Beclin-1 mRNA以及LC3 mRNA和蛋白表达量差异不显著(P>0.05)。结果提示,Nesfatin-1不仅能有效降低3T3-L1脂肪细胞的糖消耗能力,还能上调脂肪细胞的自噬水平。

紫苏葶对3T3-L1细胞和黄羽肉鸡脂质沉积的影响

试验旨在探究紫苏葶对3T3-L1前脂肪细胞以及肉鸡脂肪沉积的影响。通过体外诱导3T3L-1前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞,检测紫苏葶(0、10、25、50、75、100μmol/L)对细胞增殖、脂质积累和能量代谢、脂质代谢相关基因表达的影响。选择30只1日龄雄性黄羽肉鸡按体重随机分为对照组(CON组)、高脂组(HFD组,基础日粮中添加猪油14%、胆固醇6%、蔗糖5%)、紫苏葶处理组(HFD+PER组,HFD组日粮中添加500 mg/kg紫苏葶),试验期15 d,研究紫苏葶对肉鸡腹部脂肪沉积的影响。结果表明:10~100μmol/L紫苏葶对3T3-L1细胞没有毒性作用;与对照组相比,75μmol/L紫苏葶组3T3-L1细胞中甘油三酯含量以及脂滴积累显著降低,细胞线粒体数量和三磷酸腺苷含量显著增加,线粒体棕色脂肪解偶联蛋1、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α、脂肪酸结合蛋白4的mRNA表达水平显著升高,脂肪酸转位酶的mRNA表达水平显著降低;与对照组相比,HFD组黄羽肉鸡腹脂率显著升高,HFD+PER组腹脂率显著降低;通过RNA-seq发现,紫苏葶改变了肉鸡脂肪组织中与脂质沉积相关的256个基因的表达水平,这些基因主要富集在碳水化合物代谢、二磷酸腺苷代谢等途径。可见,紫苏葶是一种潜在的、可抑制脂肪沉积的天然小分子化合物或营养补充剂,该研究结果可为畜牧生产行业改善畜禽脂质沉积提供新的数据参考。

丁香酚通过激活cAMP抑制3T3⁃L1前脂肪细胞分化

为研究丁香酚对3T3⁃L1前脂肪细胞成脂分化过程的影响及其分子机制,以未分化的3T3⁃L1前脂肪细胞为对照组,3⁃异丁基⁃1⁃甲基黄嘌呤、地塞米松、胰岛素和罗格列酮诱导分化的成熟脂肪细胞为模型组,探究3T3⁃L1细胞分化过程中的丁香酚处理对脂质积累的影响;使用腺苷酸环化酶抑制剂SQ22536处理细胞,探究环腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)在丁香酚抑制脂质积累中发挥的关键作用。结果表明,与模型组相比,50µmol/L丁香酚处理显著降低脂质含量(P<0.0001),显著升高胞内cAMP水平(P<0.01)。当培养基中存在SQ22536时,丁香酚对3T3⁃L1细胞成脂分化过程中脂质积累的抑制作用由24.7%被削弱至6.7%,而丁香酚对细胞内cAMP水平的促进效果被完全消除。实时荧光定量聚合酶链式反应分析结果表明,丁香酚显著下调3T3⁃L1细胞成脂分化过程中脂质生成基因CEBPα(P<0.05)和aP2(P<0.01)的表达,显著上调产热相关基因UCP1的表达(P<0.01);SQ22536处理削弱或完全消除丁香酚对3T3⁃L1细胞脂质积累的抑制作用。因此,丁香酚可有效抑制3T3⁃L1细胞脂质积累,其作用机制与cAMP的激活有关。

重组糖蛋白激素β5/α2调控cAMP/PKA/CREB通路促进3T3-L1细胞脂肪分解的作用及机制研究

目的研究重组糖蛋白激素β5/α2(rCGH)对3T3-L1脂肪细胞脂解的影响,并探究其潜在机制。方法体外培养3T3-L1前脂肪细胞,并诱导分化为成熟脂肪细胞,给予不同浓度rCGH干预24 h。以CCK-8法检测3T3-L1脂肪细胞的细胞活力,酶学方法测定细胞内甘油三酯(TG)及培养上清中甘油的水平,油红O染色观察脂滴变化。Western blot检测各组脂肪细胞中HSL和ATGL脂解蛋白的表达水平。不同浓度rCGH加或不加PKA抑制剂H89对已分化成熟的3T3-L1脂肪细胞进行联合干预实验,将培养细胞分为对照组、H89预处理组、1μmol·L^(-1)rCGH组和(1μmol·L^(-1)rCGH+H89)联合干预组。酶法测定胞内TG及游离甘油的含量,Western blot检测CREB及脂解相关蛋白的表达。结果不同浓度rCGH(0.25、0.5、1、2μmol·L^(-1))对脂肪细胞细胞活力无显著影响(P>0.05);与对照组相比,rCGH处理显著降低了脂滴大小和细胞内TG含量,同时显著升高了细胞上清液中的甘油浓度。rCGH处理还刺激了p-HSL、ATGL和p-PKA的蛋白表达。此外,加入PKA抑制剂H89,减弱了rCGH对游离甘油水平、细胞内TG含量以及p-HSL、p-PLIN1和p-CREB表达的影响。结论rCGH通过上调HSL、ATGL和PKA活性促进3T3-L1脂肪细胞的脂质分解,促进甘油释放,抑制TG合成和脂质积累,其作用机制与cAMP/PKA/CREB信号通路激活有关。

EGCG调控3T3-L1脂肪细胞向棕色脂肪分化的作用与机制研究

目的探讨表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)调控3T3-L1脂肪细胞向棕色脂肪分化的作用与机制。方法培养3T3-L1脂肪细胞并诱导其分化,通过MTT法检测不同EGCG浓度对细胞增殖的影响,选取浓度为10、50、100μmol/L的EGCG处理3T3-L1脂肪细胞,空白对照组不做处理。采用AMPK抑制剂Compound C和AMPK激活剂AICAR分别处理3T3-L1脂肪细胞。油红O染色观察EGCG对3T3-L1细胞分化的影响;qRT-PCR法和Western blot法检测3T3-L1脂肪细胞分化及褐化相关因子及蛋白的表达水平;用Mito-tracker-Green探针检测线粒体荧光。结果随EGCG浓度的增加,3T3-L1细胞的脂滴减少,且呈一定浓度依赖性。加入AMPK激活剂AICAR可进一步减少脂滴,而加入AMPK抑制剂Compound C可逆转脂滴减少情况。随EGCG浓度的升高,PPARr、FASN mRNA及蛋白的表达水平均降低,UCP1、PGC-1α、Nrf1、Tfam、ATGL、HSL、AMPK mRNA及蛋白表达水平均升高(均P<0.05),加入AMPK激活剂AICAR可进一步加重此趋势,而加入AMPK抑制剂Compound C可逆转此趋势。荧光显微镜观察发现EGCG处理后荧光强度相对于对照组显著增强。结论EGCG通过调控3T3-L1脂肪细胞AMPKα/PGC-1α信号途径促进脂肪细胞棕色化和线粒体生物合成。

不同成骨诱导体系对MC3T3-E1成骨分化的影响

目的:明确前成骨细胞MC3T3-E1最佳体外成骨诱导体系。方法:构建不同成骨诱导体系,分别为A组地塞米松0.1μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;B组地塞米松0.01μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;C组地塞米松1μmol/L、抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;D组抗坏血酸50μg/mL及β-甘油磷酸钠10 mmol/L;E组抗坏血酸100μg/mL及β-甘油磷酸钠5 mmol/L。对MC3T3-E1进行为期7 d、14 d的体外成骨诱导,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色对在不同成骨诱导体系作用下MC3T3-E1成骨分化的影响进行分析,通过RT-qPCR检测成骨分化相关基因ALP、Runx2、COL-1、OCN、OPN表达水平,比较不同成骨诱导体系的诱导性能。结果:B、D和E组茜素红定量最优,差异具有统计学意义(P<0.05),诱导7 d的RT-qPCR结果显示C组ALP、Runx2、COL-1的基因表达量最高(P<0.05)。诱导14 d的RT-qPCR结果显示:OCND组表达最高(P<0.05)。结论:地塞米松和抗坏血酸的浓度均对MC3T3-E1的成骨分化产生影响,C组1μmol/L地塞米松、50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠早期成骨更佳,选择其作为早期成骨验证,D组50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠晚期成骨更佳,但综合考虑,建议B组0.01μmol/L地塞米松、50μg/mL抗坏血酸与10 mmol/Lβ-甘油磷酸钠成骨诱导体系用于MC3T3-E1体外晚期成骨研究。

温度对过氧化氢抑制前成骨细胞MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化的影响

目的探讨温度对过氧化氢(H_(2)O_(2))抑制前成骨细胞增殖和成骨分化的影响。方法取对数生长期MC3T3-E1细胞,随机分为0、450、500、550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组,分别给予0、450、500、550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)溶液干预2 h。另取对数生长期MC3T3-E1细胞,随机分为对照组、模型组、低温组和高温组。对照组细胞置于37℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h;模型组细胞置于37℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h;低温组细胞置于32℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h;高温组细胞置于40℃、含体积分数5%CO_(2)培养箱中孵育24 h,并给予H_(2)O_(2)刺激2 h。采用细胞计数试剂盒-8检测各组细胞增殖能力,实时荧光定量聚合酶链反应法检测细胞中Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OC)mRNA表达水平,Western blot法检测MC3T3-E1细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白表达水平。结果0、450、500μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组细胞增殖率比较差异无统计学意义(P>0.05);550、600、650μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组细胞增殖率显著低于0、450、500μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)干预组,且随H_(2)O_(2)浓度增加细胞增殖率显著降低(P<0.05)。为保证后续实验有足够的细胞,选择H_(2)O_(2)的干预浓度为550μmol·L^(-1)。模型组和低温组细胞增殖率显著低于对照组和高温组,低温组细胞增殖率显著低于模型组(P<0.05);对照组与高温组细胞增殖率比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组和高温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量显著高于对照组和低温组,低温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量显著低于对照组(P<0.05);模型组与高温组细胞中RUNX2 mRNA相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于对照组,低温组和高温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于模型组,低温组细胞中OPN mRNA相对表达量显著高于高温组(P<0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中OC mRNA相对表达量显著高于对照组,低温组和高温组细胞中OC mRNA相对表达量显著高于模型组(P<0.05);低温组与高温组细胞中OC mRNA相对表达量比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型组、低温组和高温组细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白相对表达量显著低于对照组(P<0.05)。低温组细胞中RUNX2、OPN蛋白相对表达量显著低于模型组和高温组,OC蛋白相对表达量显著低于高温组(P<0.05);低温组与模型组细胞中OC蛋白相对表达量比差异无统计学意义(P>0.05)。高温组细胞中RUNX2、OPN和OC蛋白相对表达量显著高于模型组(P<0.05)。结论H_(2)O_(2)可抑制MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化,低温可增强H_(2)O_(2)对MC3T3-E1细胞增殖和成骨分化的抑制作用,高温可缓解H_(2)O_(2)对细胞增殖和成骨分化的抑制作用。RUNX2、OPN和OC蛋白可能在温度调控细胞增殖和成骨分化的过程中发挥重要作用。