地黄梓醇调控ATDC5软骨细胞的衰老

背景:课题组前期体内、体外研究结果表明地黄梓醇能够显著降低膝骨关节炎大鼠滑膜组织中炎症指标水平,同时能够延缓膝骨关节炎进展,但是否通过影响软骨细胞衰老进而延缓膝骨关节炎的进展尚未明确。目的:探讨地黄梓醇能否调控ATDC5软骨细胞衰老及可能的机制。方法:将ATDC5软骨细胞分为空白组(0.1%牛血清白蛋白)、模型组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素)、地黄梓醇低剂量组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素+20μmol/L地黄梓醇)及地黄梓醇高剂量组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素+80μmol/L地黄梓醇)。应用阿霉素诱导构建ATDC5软骨细胞衰老模型,按上述分组予以对应的处理。CCK-8法检测地黄梓醇对ATDC5软骨细胞活力的影响,筛选地黄梓醇最佳给药浓度。相应处理后应用β-半乳糖苷酶染色法检测各组ATDC5软骨细胞衰老情况;实时荧光定量PCR法检测相关基因表达(P21、P53、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶13、白细胞介素6);Western blot检测P21、P53、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶13、白细胞介素6的表达水平;免疫荧光法检测P21、P53和Ⅱ型胶原表达情况;流式细胞仪检测各组细胞凋亡情况。结果与结论:(1)经鉴定成功诱导ATDC5软骨细胞并诱导衰老模型;(2)地黄梓醇浓度在0,20,40,80μmol/L时对细胞活力均无明显影响,提示地黄梓醇对细胞无毒性,可安全使用(P> 0.05);当浓度≥100μmol/L时,细胞活力降低,提示可能存在毒性,故选择80μmol/L作为高剂量进行后续实验;(3)与空白组β-半乳糖苷酶阳性细胞百分率(17.32±0.72)%比较,模型组(86.93±2.18)%显著升高(P <0.05);与模型组比较,地黄梓醇低、高剂量组(57.28±1.73)%、(27.18±0.97)%均显著降低(P <0.05);(4)与模型组比较,地黄梓醇低、高剂量组的P21、P53、基质金属蛋白酶13、白细胞介素6 mRNA和蛋白相对表达量均显著下调,而Ⅱ型胶原的mRNA和蛋白相对表达量显著上调(P <0.05),高剂量组更为明显(P <0.05);(5)与模型组比较,地黄梓醇低、高剂量组的P21、P53荧光信号均显著减弱,而Ⅱ型胶原的荧光信号显著增强(P <0.05),高剂量组更为明显(P <0.05);(6)经Annexin V/PI法检测各组细胞凋亡情况,与空白组比较,模型组的凋亡情况无明显变化(P> 0.05);与模型组比较,地黄梓醇低、高剂量组的凋亡指标均显著升高,且以高剂量组更为明显(P <0.05);(7)提示地黄梓醇能够通过促进衰老的ATDC5软骨细胞凋亡,进一步清除衰老的ATDC5软骨细胞,降低衰老相关表型进而延缓骨关节炎的进展。

IRE1α重组腺病毒载体对ATDC5软骨干细胞增殖及凋亡的影响

目的构建重组人IRE1α腺病毒,观察其对软骨干细胞ATDC5增殖与凋亡的影响。方法应用pAdEasyTM腺病毒载体系统构建包含全长IRE1α基因和RNase+Kinase核心结构域的重组穿梭质粒pAdTrack-IRE1α、pAdTrack-R+K,通过电转法分别与腺病毒骨架质粒pAdEasy-1进行同源重组,获得重组腺病毒pAd-IRE1α、pAd-R+K。随后在HEK-293细胞中包装并扩增重组腺病毒颗粒Ad-IRE1α、Ad-R+K。用直接PCR法鉴定重组腺病毒,后者体外感染软骨干细胞ATDC5,荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白(GFP)感染效率,并应用流式细胞仪分别检测在内质网应激(ERS)和非ERS状态时重组腺病毒对ATDC5细胞增殖和凋亡的影响。结果酶切鉴定和PCR证实成功构建了重组腺病毒质粒pAd-IRE1α、pAd-R+K。流式细胞仪检测结果显示,在ERS状态时,重组腺病毒质粒Ad-IRE1α、Ad-R+K感染后ATDC5细胞G1期比例明显降低,S期细胞比例明显升高(P<0.05),细胞凋亡率明显增高(P<0.05)。结论含IRE1α基因的重组腺病毒感染可促进ATDC5细胞的增殖和凋亡。

阻断TGF-β/TGF-βRⅠ通路对ATDC5细胞增殖、分化及细胞外基质的影响

目的研究转化生长因子βⅠ型受体(transforming growth factor beta typeⅠreceptor,TGF-βRⅠ)阻断剂SB-505124对软骨细胞增殖、分化及细胞外基质的影响与机制。方法利用Western blot检测不同浓度的SB-505124处理后,前软骨细胞系ATDC5中p-Smad2/3的变化。MTT法检测SB-505124处理对ATDC5细胞生长、增殖的影响及时间、浓度依赖性效应。Western blot检测c-Myc蛋白水平的变化。Real-time PCR检测SB-505124处理后软骨分化、细胞外基质合成及降解相关分子CollagenⅡ、Aggrecan及Adamts5表达与变化,并利用阿尔新蓝染色法检测SB-505124处理对ATDC5细胞中蛋白聚糖合成的影响。结果 Western blot检测结果示:SB-505124处理ATDC5细胞明显抑制TGF-β1激活的p-Smad2/3,并呈浓度依赖性;MTT检测结果示:SB-505124浓度和时间依赖性的抑制ATDC5细胞增殖;Real-time PCR检测结果示:SB-505124处理明显抑制ATDC5细胞中CollagenⅡ、Aggrecan的表达,同时上调了Adamts5的表达;阿尔新蓝染色结果提示SB-505124处理明显抑制ATDC5细胞中蛋白聚糖的合成。结论利用SB-505124阻断内源性TGF-β信号,可抑制软骨细胞增殖、分化及细胞外基质的合成,同时促进细胞外基质的降解。

MiR-467b调控JAK/STAT信号通路在脂多糖诱导ATDC5细胞增殖及炎症反应中的作用

目的:探讨miR-467b调控JAK/STAT信号通路在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导ATDC5细胞增殖及炎症反应中的作用。方法:将ATDC5细胞分为4组:对照组、LPS组、NC mimics组、miR-467b mimics组。于转染培养48 h后收集细胞并进行后续实验:采用ELISA检测各组细胞TNF-α、IL-1β水平;采用qRT-PCR法检测各组细胞miR-467b的表达水平;采用MTT法检测各组细胞的增殖能力;采用蛋白质印迹和qRT-PCR法检测各组细胞JAK/STAT信号通路相关基因的蛋白质及mRNA表达水平。结果:与对照组相比,LPS组和NC mimics组ATDC5细胞TNF-α、IL-1β的表达水平均显著升高、miR-467b的表达水平显著降低(P<0.05);MTT实验结果表明:LPS组在24、48、72 h的吸光度值显著降低(P<0.05)。蛋白质印迹结果发现:与对照组相比,LPS组和NC mimics组ATDC5细胞STAT1、STAT3、JAK2、p-STAT1、p-STAT3、p-JAK2蛋白表达水平及STAT1、STAT3、JAK2 mRNA表达水平均显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。与NC mimics组相比,miR-467b mimics组TNF-α、IL-1β的表达水平均显著降低而miR-467b的表达水平显著升高(P<0.05);过表达miR-467b后,细胞在24、48、72 h的吸光度值显著升高(P<0.05),而STAT1、STAT3、JAK2、p-STAT1、p-STAT3、p-JAK2蛋白表达水平及STAT1、STAT3、JAK2 mRNA表达水平均显著降低(P<0.05)。结论:LPS刺激ATDC5细胞后可通过激活JAK/STAT3信号通路引起细胞炎性损伤,过表达miR-467b后可抑制JAK/STAT3信号通路的活化,降低ATDC5细胞的炎症水平。

沉默信息调节因子1基因敲减后ATDC5小鼠软骨细胞中被激活细胞退变相关信号通路及差异因子的表达

背景:软骨细胞退变常导致骨关节炎、椎间盘退变、半月板退变等骨科常见疾病,沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)基因与软骨细胞退变关系密切,当敲减ATDC5小鼠软骨细胞系中SIRT1基因后,可通过软骨细胞退变相关信号通路的作用影响细胞功能,进而影响骨科疾病的进程。目的:探讨SIRT1基因敲减后ATDC5小鼠软骨细胞中显著激活的软骨细胞退变相关信号通路情况及差异因子的表达情况。方法:携载或不携载SIRT1基因的慢病毒转染ATDC5细胞后,分为对照组(转染携载阴性对照慢病毒ATDC5细胞组)和实验组(转染携载SIRT1基因慢病毒ATDC5细胞组)。提取不同组别细胞中总RNA并进行质检,基因芯片检测细胞中编码RNA核酸的表达情况,结合生物信息学分析,寻找显著激活的软骨细胞退变相关信号通路,并对其中部分信号通路的差异变化因子进行阐述。结果与结论:①发现SIRT1基因敲减后ATDC5细胞中被显著激活的信号通路有42条;②选择了其中被显著激活的5条与软骨细胞退变相关且研究较少的信号通路:肝细胞生长因子信号通路(ETS1、PIK3CA、NRAS、PIK3C2A、FGFR2、ELF1、FGFR3、CDKN1A、AKT3、FRS2、PRKD3、MAP3K2)(Ratio=0.1390,Z-score=2.673)、神经调节因子信号通路(RPS6KB1、STAT5A、MTOR、BTC、HBEGF、RNF41)(Ratio=0.1360,Z-score=2.309)、胰岛素受体信号通路(TSC1、EIF4EBP1、PRKAR2B、PPP1R12A、TSC2)(Ratio=0.1060,Z-score=2.138)、趋化因子受体4信号通路(PAK4、EGR1、RHOJ、RHOB、PLCB1、GNG5)(Ratio=0.0970,Z-score=2.500)、肌动蛋白细胞骨架信号通路(ABI2、BRK1、PIP4K2B、MYLK、IQGAP1、ARPC1A、ACTA2、EZR、SSH2、ACTG1、IQGAP3)(Ratio=0.0921,Z-score=2.236)进行汇报,从而为研究软骨细胞退变相关疾病提供新颖靶点。

小鼠胚胎瘤来源细胞系ATDC5的体外软骨分化诱导研究

目的在体外建立稳定有效的软骨细胞分化模型。方法复苏ATDC5细胞,在倒置显微镜下观察细胞形态及其生长情况,细胞90%融合时分别用不含Vc和含Vc的诱导培养基培养进行分化诱导。诱导21 d,阿力新蓝染色,RT-PCR检测Ⅱ、Ⅹ型胶原表达进行鉴定。结果含50μg/mL Vc的诱导培养基诱导1周便可见明显的软骨小结,细胞产生软骨基质明显增多,Ⅱ及Ⅹ型胶原表达明显增高,且Ⅹ型胶原表达呈提前。结论利用ATDC5细胞系可成功建立软骨细胞分化体外模型。

构建FGFR3基因沉默慢病毒载体及其对ATDC5细胞增殖和分化的影响

目的通过构建慢病毒介导的FGFR3RNAi,观察FGFR3对小鼠前软骨细胞系ATDC5增殖和分化的影响。方法针对FGFR3基因的有效靶序构建FGFR3RNAi慢病毒载体,并转染293T细胞进行病毒包装。用包装成功的慢病毒转染ATDC5细胞,Real-time PCR和Western blot检测ATDC5中FGFR3RNAi效率,细胞计数及MTT检测ATDC5的增殖变化,Real-time PCR检测ATDC5中软骨分化相关分子Ⅱ型胶原(collagenⅡ,ColⅡ)、Ⅹ型胶原(collagenⅩ,ColⅩ)和基质金属蛋白酶-13(MMP-13)的表达与变化。结果FGFR3RNAi慢病毒载体构建成功,并包装出相应的慢病毒,滴度为5×108TU/mL。FGFR3RNAi慢病毒转染ATDC5后FGFR3mRNA水平分别较空白组和阴性对照(NC)组下降了65.2%和68.8%(P<0.01)。Western blot结果显示,与空白组和NC组相比,FGFR3RNAi组FGFR3蛋白水平显著降低(P<0.01)。细胞计数及MTT检测结果显示,FGFR3RNAi组细胞增殖能力较空白组和NC组增强(P<0.05,P<0.01)。Real-time PCR结果显示,经向软骨诱导分化后,FGFR3RNAi组细胞中ColⅡ、ColⅩ和MMP-13的表达水平较空白组和NC组显著增加(P<0.01)。结论成功包装的FGFR3RNAi慢病毒能有效降低ATDC5细胞中FGFR3基因的表达。FGFR3表达水平降低后对ATDC5细胞增殖和分化的抑制作用明显减弱。

ATDC5:一株反映软骨形成完整过程的细胞系

中医学认为,筋骨失养,系肝肾虚衰所致。补肾中药的某些有效成分具有与细胞因子、激素类似的生理活性和广泛的药理作用,不仅可用于骨性关节炎的治疗,而且在组织工程及干细胞工程领域有广泛的应用前景。ATDC5细胞株来源于小鼠畸胎癌株AT805,作为一个前软骨细胞株其分化过程与软骨形成过程类似。在细胞因子、激素和无机磷酸盐等作用下,ATDC5细胞将发生增殖、聚集进而进入软骨细胞分化阶段,分化为增殖性软骨细胞。增殖性软骨细胞随后继续分化为肥大性软骨细胞,从而进入终末分化阶段,软骨基质发生矿化,最终沉积成骨。通过从系统调节因子、局部调节因子和细胞培养条件三个方面,揭示ATDC5细胞增殖、分化与矿化的分子机制,为软骨发育研究及中药有效成分高通量筛选提供理论依据。

间歇静水压对ATDC5软骨细胞分化早期的影响

背景:软骨组织修复是组织工程研究的重要领域,如何利用工程学技术有效将种子细胞定向分化成软骨细胞是组织工程的重点和难点。目前,单纯应用各种定向诱导培养试剂很难使其分化为成熟稳定的软骨细胞,正是在这一背景下,作者利用ATDC5软骨细胞的特点,除了应用有效的培养液处理外,还采用间歇净水压的压力刺激方法,对其定向诱导分化进行早期研究。目的:了解间歇静水压对ATDC5软骨细胞早期软骨方向分化成熟的影响。方法:将ATDC5软骨细胞株在单层条件下培养,3 d细胞贴壁良好,并形成复层,而后在密封条件下进行间歇静水压(施加强度10 MPa,加压频率1 Hz,4 h/d)培养,设立无间歇静水压且其他条件相同的培养细胞为对照组。在第4,7,11,14,17天,通过显微镜观察细胞形态变化,应用Real-time PCR检测Aggrecan,COL-2,SOX-9的m RNA表达水平。结果与结论:经间歇静水压作用后,ATDC5细胞表现出较明显的斑块样改变和细胞浓聚现象;Aggrecan、COL-2m RNA表达水平明显升高,SOX-9mRNA虽然与对照组变化不大,但也出现了先抑后扬的特点。结果表明,间歇静水压影响ATDC5软骨细胞向软骨方向分化的基因表达,促进软骨特征基质的分泌,利于向软骨细胞分化成熟。

瘦素对ATDC5细胞Ⅹ型胶原表达的影响

为了研究瘦素对ATDC5细胞Ⅹ型胶原表达的影响,试验分别用0(对照),10,100 ng/mL三种不同浓度的瘦素刺激ATDC5细胞,培养21天时,采用RT-PCR法检测ATDC5细胞Ⅹ型胶原mRNA的表达量,Western-blot法检测Ⅹ型胶原蛋白的表达量。结果表明:随着瘦素浓度增高,Ⅹ型胶原mRNA表达量增加,且瘦素浓度为100 ng/mL时表达量极显著增加(P<0.01);与对照相比,Ⅹ型胶原蛋白的表达量在瘦素浓度为10 ng/mL和100 ng/mL时均有极显著增加(P<0.01);且两组之间差异也极显著(P<0.01)。说明在一定范围内,较高浓度的瘦素会促进ATDC5细胞肥大。

SCAP重组腺病毒对ATDC5细胞增殖和凋亡的影响

目的构建固醇调节元件结合蛋白裂解激活蛋白(SRREBP cleavage activating protein,SCAP)基因干扰(small interfering RNA,siRNA)和过表达重组腺病毒,观察其对ATDC5软骨干细胞增殖及凋亡的影响。方法应用pAd EasyTM腺病毒载体系统构建重组腺病毒质粒p Ad-SCAPsiRNA和p AdSCAP,在HEK293细胞中分别包装和扩增。RT-PCR和Western blot检测ATDC5细胞中SCAP的表达,流式细胞仪检测SCAP腺病毒对ATDC5细胞周期和凋亡的影响,Western blot检测凋亡相关蛋白Cleaved Caspase-3、p-JNK的表达。结果成功获腺病毒si SCAP(滴度为2.5×10^(10)PFU/m L)和Ad-SCAP(滴度为3.0×10^(11)PFU/m L)。RT-PCR和Western blot结果表明:siSCAP和Ad-SCAP能分别有效抑制和增强ATDC5细胞中SCAP的表达。流式细胞仪检测结果表明:与正常组和空病毒组比较,si SCAP腺病毒处理组S期细胞比例升高15.45%和16.07%(P<0.05),Ad-SCAP组比例降低14.27%和13.45%(P<0.05);siSCAP组细胞凋亡率降低13.10%和11.50%(P<0.05),Ad-SCAP组升高10.51%和10.17%(P<0.05)。Western blot检测结果与流式细胞仪检测结果一致。结论成功构建SCAP腺病毒;敲低SCAP能促进ATDC5细胞增殖并抑制凋亡;过表达SCAP则抑制增殖、促进凋亡。

褪黑素对小鼠软骨细胞系ATDC5活性的影响

背景:目前在青少年特发性脊柱侧凸的研究中,主要使用从青少年髂软骨中提取的人原代软骨细胞,然而由于家长顾虑及伦理限制等原因,极大限制了青少年特发性脊柱侧凸的研究。因此,寻找一种可以代替人原代软骨细胞进行青少年特发性脊柱侧凸研究的细胞具有重大科研和社会意义。目的:观察小鼠软骨细胞系ATDC5在褪黑素刺激下的活性、受体及信号通路蛋白的改变,探究是否可以使用ATDC5细胞代替人软骨细胞。方法:将ATDC5细胞接种于96孔板中,给予不同浓度(10^(-5),10^(-6),10^(-7),10^(-8),10^(-9),10^(-10),10^(-11),10^(-12)mol/L)的褪黑素刺激,以不给予褪黑素刺激的细胞为对照,培养72 h后,采用MTT法检测ATDC5细胞增殖率。将ATDC5细胞接种于96孔板中,对照组不给予褪黑素刺激,实验组给予10^(-5)mol/L的褪黑素刺激,培养24 h后,采用免疫印迹法检测褪黑素受体及AMPK通路的蛋白表达。结果与结论:①随着褪黑素刺激浓度的增加,ATDC5细胞增殖率升高;②实验组Ⅱ型胶原、p-AMPK、褪黑素受体基因1B的蛋白表达高于对照组(P<0.05),两组AMPK、褪黑素受体基因1A的蛋白表达比较差异无显著性意义(P>0.05);③结果表明,褪黑素可促进小鼠软骨细胞系ATDC5增殖,其增殖率与文献报道的相同浓度褪黑素刺激人软骨细胞类似,提示存在使用小鼠软骨细胞系ATDC5代替人软骨细胞进行研究的可能性。

DDIT3调控TNF-α刺激下ATDC5细胞软骨向分化

目的:探究在肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)刺激下,DNA损伤诱导转录因子3(DNA damage inducible transcript 3,DDIT3)对ATDC5细胞软骨向分化的调控。方法:不同浓度TNF-α(0、1、10、20 ng/mL)刺激下诱导ATDC5细胞分化7 d,同时在10 ng/mL TNF-α刺激下诱导慢病毒稳定转染ATDC5细胞分化7 d,qRT-PCR检测炎症相关因子环氧化酶(cyclooxygenase,COX)2、白细胞介素(interleukin,IL)-6、一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)2、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-13的表达,Western blot检测DDIT3、软骨向分化指标Sox9、Col10a1以及p-AKT、AKT蛋白表达情况,阿尔新蓝染色检测细胞外基质形成情况。结果:不同浓度TNF-α刺激下诱导ATDC5细胞分化引起COX2、IL-6、NOS2、MMP-13和DDIT3表达明显升高,Sox9、X型胶原蛋白(collagen type X alpha 1 chain,Col10a1)的表达下降。敲低DDIT3部分逆转了10 ng/mL TNF-α刺激导致的Sox9、Col10a1的表达下降和细胞外基质形成减少,同时促进磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,AKT)蛋白表达。结论:在TNF-α诱导的炎症微环境中,DDIT3调控了ATDC5细胞软骨向分化。

硼替佐米调节NF-κB途径对IL-1β诱导的ATDC5细胞炎症性损伤的影响研究

目的探究硼替佐米(Bor)对白介素-1β(IL-1β)诱导的ATDC5细胞炎症性损伤及核因子κB(NF-κB)的影响。方法0、5、15、25、35、45、55 nmol/L Bor处理ATDC5细胞48 h,CCK-8实验筛选无细胞毒性浓度,0、1.0、5.0、12.5、25.0 nmol/L Bor分别与10μg/mL IL-1β共培养ATDC5细胞48 h,CCK-8法检测细胞增殖能力;流式细胞术检测细胞凋亡情况;酶联免疫吸附(ELISA)检测上清液中IL-1β表达情况;蛋白免疫印迹检测细胞中NF-κB、B细胞淋巴瘤/白血病-2原癌基因(BcL-2)、BcL-2相关X蛋白(BAX)蛋白水平。结果0、5、15、25 nmol/L Bor组差异无统计学意义(P>0.05)。与0 nmol/L Bor组相比,35、45、55 nmol/L Bor组细胞存活率降低(P<0.05)。Bor浓度≤25 nmol/L对该细胞无毒。与0 nmol/L Bor组相比,IL-1β组细胞存活率、细胞中BcL-2蛋白水平降低(P<0.05),凋亡率、上清液中IL-1β水平、细胞中NF-κB、BAX蛋白水平升高(P<0.05)。随着Bor剂量的增加,细胞存活率、细胞中BcL-2蛋白水平逐渐升高(P<0.05),细胞凋亡率、上清液中IL-1β、细胞中NF-κB、BAX蛋白水平逐渐降低(P<0.05),呈剂量依赖效应。结论Bor可抑制细胞凋亡及炎症因子水平从而减弱IL-1β诱导的ATDC5细胞炎症性损伤,可能是通过抑制NF-κB途径实现的。

circARF3下调miR-195减轻TNF-α诱导的ATDC5软骨细胞炎症损伤

为探讨环状RNA(circular RNA,circRNA)ADP核糖基化因子3(ADP ribosylation factor 3,ARF3)调节miR-195对TNF-α诱导的ATDC5软骨细胞炎症损伤的影响,将ATDC5细胞分为对照组(control,Cont)、TNF-α组、pCMV-BC组、pCMV-ARF3-NC组、pCMV-ARF3组、inhibitor-NC组、miR-195a inhibitor组、miR-195b inhibitor组、pCMV-ARF3+mimics-NC组、pCMV-ARF3+miR-195a mimics组和pCMV-ARF3+miR-195b mimics组。qRT-PCR检测各组ATDC5细胞中ARF3的mRNA及miR-195a/b相对表达量;FACS检测ATDC5细胞的凋亡水平;ELISA检测细胞培养上清液中细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1)、IL-1β、IL-6和环氧合酶2(cyclooxygenase 2,COX-2)水平;RNA pull-down和双荧光素酶报告基因实验验证circARF3与miR-195a、miR-195b的结合情况;Western blotting检测Ⅱ型胶原(collagenⅡ,COL2)、蛋白聚糖Aggrecan、基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP13)、MMP1、剪切caspase 3(cleaved caspase 3,cl-caspase-3)和cl-caspase-9蛋白表达量。结果显示,与Cont组相比,TNF-α组ATDC5细胞ARF3 mRNA、COL2和Aggrecan蛋白表达量显著降低(均P<0.05),而miR-195a、miR-195b相对表达量、cl-caspase-3、cl-caspase-9、MMP13和MMP1蛋白表达量、ATDC5细胞凋亡率及上清液中COX-2、IL-6、IL-1β和ICAM-1水平显著升高(均P<0.05)。过表达ARF3或低表达miR-195a、miR-195b可抑制ATDC5细胞凋亡、炎性因子释放及细胞外基质(extracellular matrix,ECM)降解。circARF3可结合并靶向下调miR-195a和miR-195b表达。过表达miR-195a或miR-195b可部分逆转高表达ARF3对ATDC5细胞凋亡、炎症应答和ECM降解的抑制效应。由此,circARF3或作为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)吸附miR-195a和miR-195b,过表达ARF3可通过下调miR-195a和miR-195b表达抑制TNF-α诱导的ATDC5细胞凋亡、炎症应答和ECM降解。

Compound 3k治疗骨关节炎:调控氧化应激通路改善软骨细胞糖酵解的作用机制

背景:骨关节炎现已被认为是一种代谢性疾病,既往研究表明糖酵解在骨关节炎的发生发展中起重要作用。Compound 3k作为一种新型糖酵解小分子抑制剂,具有抗炎及抗肿瘤等功效,因此可靶向糖酵解,有望为骨关节炎治疗提供新的思路。目的:基于缺氧诱导因子1α/活性氧的氧化应激通路探究Compound 3k在糖酵解过度活跃所导致的骨关节炎中的作用机制。方法:取对数生长期的ATDC5成软骨细胞,用10 ng/mL白细胞介素1β作用24 h诱导骨关节炎体外细胞模型,以CCK-8法检测不同浓度(0.25,0.5,1,2.5,5,10,15μmol/L)Compound 3k的细胞毒性,选出合适浓度进行后续实验。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、治疗组,模型组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导,治疗组以Compound 3k预刺激2 h后与白细胞介素1β共培养,用CCK-8法检测各组细胞增殖情况;用ELISA试剂盒检测各组细胞炎症水平;用试剂盒检测各组细胞活性氧、细胞外乳酸脱氢酶及葡萄糖含量;qRT-PCR及Western blot检测相关炎症因子白细胞介素6、肿瘤坏死因子α及糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1、甘油醛3-磷酸脱氢酶、单羧酸转运蛋白1和缺氧诱导因子1α的表达水平。结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞增殖活性下降、糖酵解水平活跃,表现为细胞外乳酸脱氢酶含量增加(P<0.001),葡萄糖含量减少(P<0.001),相关炎症因子白细胞介素6(P<0.0001)及肿瘤坏死因子α(P<0.001),糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1(P<0.001)、甘油醛3-磷酸脱氢酶(P<0.001)、单羧酸转运蛋白1(P<0.001)及缺氧诱导因子1α(P<0.001)的表达水平均上调,并伴随氧化应激,活性氧过量产生。②与模型组相比,Compound 3k的治疗有效提高细胞增殖活性,抑制过度活跃的糖酵解水平的同时,抑制了骨关节炎软骨细胞炎症(P<0.001)及糖酵解相关基因的表达(P<0.001),且抑制氧化应激,缺氧诱导因子1α的表达水平下调(P<0.0001),活性氧水平下降。③上述结果证实,Compound 3k抑制了白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症,其机制可能与糖酵解及缺氧诱导因子1α/活性氧介导的氧化应激有关。

益气养血方调控Bcl-2/Bax平衡干预ATDC5软骨细胞凋亡的机制研究

目的:探讨益气养血方对体外培养的小鼠胚胎癌细胞(ATDC5)软骨细胞Bcl-2/Bax蛋白及白细胞借宿(IL-1β)、肿瘤坏死因子(TNF-α)表达水平的影响,揭示其抗骨关节炎软骨细胞凋亡的机制。方法:将培养好的ATDC5小鼠软骨细胞分为空白组、空白+LPS组、双醋瑞因组、双醋瑞因+LPS组、益气养血方组、益气养血方+LPS组,干预24h后,观察益气养血方对ATDC5软骨细胞Bcl-2/Bax蛋白表达、软骨细胞凋亡及IL-1β、TNF-α的影响。结果:益气养血方能抑制ATDC5软骨细胞凋亡,下调细胞上清液炎性因子IL-1β、TNF-α产生水平(P<0.01,P<0.05),上调ATDC5软骨细胞Bcl-2蛋白表达,下调Bax蛋白表达水平。结论:调控Bcl-2/Bax平衡,抑制IL-1β、TNF-α释放,可能是益气养血方干预骨关节炎软骨细胞凋亡的机制之一。

雌激素对增殖期ATDC5细胞生长及C型利钠肽信号通路蛋白表达的影响

目的观察雌二醇（E2）对增殖期ATDC5细胞的生长及c型利钠肽（CNP）信号通路蛋白[包括CNP、利钠肽B受体（NPR-B）及利钠肽c受体（NPR·C）]表达的影响。方法以胰岛素（10μ／m1）诱导分化第6天的ATDC5细胞为研究对象，观察E2对细胞生长的影响（MTT法）及CNP、NPR-B及NPR-C蛋白表达的影响（Western-blot法）：（1）量效研究：分别加入7个不同浓度（10^-11～10^-5m0L／L）的E2（浓度组）及DMSO溶剂（对照组）共8组，比较作用24h后各组细胞数吸光度（A）值及作用48h后各组细胞的蛋白水平；（2）时效研究：加E：（10^-8moL／L）作用不同时间（0、24、48、72、96、120h）（6组），除0h外，各时间点均设相应溶剂对照组。比较不同时间点细胞数与其对照组的差值；比较0～96h细胞蛋白水平；（3）雌激素受体阻断试验：分别加入E：（10^-8moL／L）（E2组）、雌激素受体阻断剂ICI182782（10^-7moL／L）（ICI组）、E2（10^-8moL／L）和ICI182780（10^-7mol／L）（E2＋ICI组）以及溶剂DMSO（对照组），比较作用24h后4组细胞数。结果（1）量效研究：①作用24h后，与对照组（0．38±0．02）相比，随E：浓度增大，ATDC5细胞数呈增加趋势，至浓度为10。和10^-8moL／L时最为显著（4值分别为0．56±0．06和0．52±0．02，P值分别〈0．05和〈0．01）；②作用48h后，与对照组相比，各浓度组细胞CNP、NPR-B及NPR-C蛋白水平均显著增加（P均〈0．01），CNP和NPR—B蛋白增加以10^-10moL／L组最为显著，NPR-C蛋白增加以10-mol／L组最为显著。（2）时效研究：①E：（10-mol／L）分别作用24-96h后，各时间点细胞数均较对照组增多，48h时最为显著（0．030±0．003），随后逐渐减少（P〈0．05或P〈0．01），至120h时（0．007±0．001）与对照组差异无统计学意义。②CNP水平在24h时显著增加（P〈0．05），48h和72h时有增加趋势，96h时则有降低趋势。NPR-B和NPR．C蛋白水平在24h时均有增加趋势（P分别为0．060和0．055），48h则均有降低的趋势，至72h和96h时均低于对照组（P均〈0．05）。（3）雌激素受体阻断试验：作用24h时，E2组、ICI组、（E2＋ICI）组和对照组4组细胞数的差异有统计学意义（P〈0．05）。E2组（0．470±0．032）和（E2＋ICI）组（0．410±0．018）均多于对照组（0．370±0．011），E2组多于（E2＋ICI）组（P均〈0．05）；ICI组（0．360±0．035）与对照组差异无统计学意义。结论E2能通过雌激素受体介导、以时效和量效作用方式促进增殖期ATDC5细胞生长。E2在一定浓度、不同作用时间时可以不同方式调节（上调或下调）CNP、NPR-B和NPR-C蛋白的表达，提示雌激素是CNP信号通路的调节因子之一。

Ad—XBP15重组腺病毒对ATDC5细胞周期与凋亡的效应研究

目的构建重组人剪接型X盒结合蛋白1（X—boxbindingprotein1spliced，XBP1S）并探讨其对软骨祖细胞ATDC5周期和凋亡的影响。方法应用pAdEasy“腺病毒载体系统，构建得到XBP1S基因全长的重组穿梭质粒pAdTrack—XBP1S，通过电转法同腺病毒骨架质粒pAdEasy—1进行同源重组，获得重组腺病毒pad．XBP1S。随后在HEK-93细胞中包装并扩增重组腺病毒颗粒Ad—XBP1S。用直接PCR法鉴定重组腺病毒。体外感染软骨祖细胞ATDC5，观察绿色荧光蛋白（GFP）感染效率，并应用流式细胞仪（FCM）分别在加入毒胡萝卜素（tunicamycin，TM）和不加入TM的条件下，检测重组腺病毒Ad—XBP1S对ATDC5细胞周期和凋亡的影响。结果酶切鉴定和PCR证实成功构建了重组腺病毒质粒pAd．XBP1S。FCM检测结果表明，在ERS条件下，Ad—XBP1S实验组ATDC5细胞G，（60．70％）期细胞比例低于TM（87．78％）、Ad。GFP对照组（85．24％）（P〈0．05），Ad—XBP1S实验组ATDC5细胞S期（26．64％）高于TM（6．69％）、Ad—GFP对照组（7．35％）（P〈0．05）；TM刺激诱导ERS条件下，感染Ad—XBP1S腺病毒上清后，ATDC5细胞的凋亡率为7．81％，与TM（33．32％）、Ad—GFP对照组（25．95％）比较，差异具有显著性（P〈0．05）。结论含XBP1S基因的重组腺病毒感染ATDC5细胞后，可加速ATDC5细胞周期的转化并抑制其凋亡。为后续研究XBP1S生物学功能奠定了基础。

硫酸氨基葡萄糖对ATDC5细胞分化和细胞外基质基因表达的影响

目的研究硫酸氨基葡萄糖对软骨细胞株ATDC5增殖分化及细胞外基质基因表达的影响。方法将软骨细胞株ATDC5分为硫酸氨基葡萄糖组(A组)和空白对照组(B组)。阿利新蓝染色检测蛋白多糖(GAG)含量,碱性磷酸酶染色(ALP)检测碱性磷酸酶活性,逆转录-聚合酶链反应检测Col2及Smad2、Runx2等。结果硫酸氨基葡萄糖抑制了碱性磷酸酶的活性及Smad2和Runx2基因的表达,促进了GAG的合成与Col2基因的表达。结论硫酸氨基葡萄糖不仅促进软骨基质的合成,同时也影响软骨细胞株ATDC5分化。