Cinobufotalin prevents bone loss induced by ovariectomy in mice through the BMPs/SMAD and Wnt/β-catenin signaling pathways

Background:Osteoporosis is a chronic bone disease characterized by bone loss and decreased bone strength.However,current anti-resorptive drugs carry a risk of various complications.The deep learning-based efficacy prediction system(DLEPS)is a forecasting tool that can effectively compete in drug screening and prediction based on gene expression changes.This study aimed to explore the protective effect and potential mechanisms of cinobufotalin(CB),a traditional Chinese medicine(TCM),on bone loss.Methods:DLEPS was employed for screening anti-osteoporotic agents according to gene profile changes in primary osteoporosis.Micro-CT,histological and morphological analysis were applied for the bone protective detection of CB,and the osteogenic differentiation/function in human bone marrow mesenchymal stem cells(hBMMSCs)were also investigated.The underlying mechanism was verified using qRT-PCR,Western blot(WB),immunofluorescence(IF),etc.Results:A safe concentration(0.25mg/kg in vivo,0.05μM in vitro)of CB could effectively preserve bone mass in estrogen deficiency-induced bone loss and promote osteogenic differentiation/function of hBMMSCs.Both BMPs/SMAD and Wnt/β-catenin signaling pathways participated in CB-induced osteogenic differentiation,further regulating the expression of osteogenesis-associated factors,and ultimately promoting osteogenesis.Conclusion:Our study demonstrated that CB could significantly reverse estrogen deficiency-induced bone loss,further promoting osteogenic differentiation/function of hBMMSCs,with BMPs/SMAD and Wnt/β-catenin signaling pathways involved.

肾衰营养胶囊对肾性骨病模型大鼠肾功能和骨代谢的改善作用及其对BMP-7/Smads信号通路的影响

目的:探讨肾衰营养胶囊对肾性骨病模型大鼠的改善作用及其对骨形态发生蛋白(BMP)-7/Smads信号通路的影响,阐明肾性骨病模型大鼠肾功能和骨代谢与肾性骨病的关系。方法:选取50只SPF级SD大鼠,随机选取10只大鼠作为对照组,另外40只大鼠建立肾性骨病模型。将30只造模成功大鼠分为模型组、阳性对照组和肾衰营养胶囊组,每组各10只。对照组和模型组大鼠采用生理盐水灌胃,阳性对照组大鼠给予0.01 mg·kg^(-1)骨化三醇灌服,肾衰营养胶囊组大鼠给予1.2 g·kg^(-1)肾衰营养胶囊灌服,均灌胃12周。采用HE染色观察各组大鼠股骨组织病理形态表现,全自动生化分析仪和化学发光法检测各组大鼠血清中肾功能和钙磷代谢指标,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组大鼠股骨组织中BMP-7和Smad1/5/8 mRNA表达水平,Western blotting法检测各组大鼠股骨组织中BMP-7、磷酸化BMP-7(p-BMP-7)、Smad1/5/8和磷酸化Smad1/5/8(p-Smad1/5/8)蛋白表达水平。结果:HE染色,对照组大鼠骨小梁排列正常,成骨细胞和类骨质面积未发生改变;模型组大鼠骨小梁宽度和平均类骨质面积增加,成骨细胞数量减少;阳性对照组和肾衰营养胶囊组大鼠骨小梁宽度及平均类骨质面积减小,成骨细胞数量增加。与对照组比较,模型组大鼠血尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)水平均升高(P<0.05);与模型组比较,阳性对照组和肾衰营养胶囊组大鼠BUN及Scr水平均降低(P<0.05);与阳性对照组比较,肾衰营养胶囊组大鼠BUN和Scr水平均降低(P<0.05)。与对照组比较,模型组大鼠血清中钙离子(Ca2+)水平降低(P<0.05),磷离子(P3-)、甲状旁腺激素(PTH)和碱性磷酸酶(ALP)水平均升高(P<0.05);与模型组比较,阳性对照组和肾衰营养胶囊组大鼠血清中Ca2+水平升高(P<0.05),P3-、PTH和ALP水平均降低(P<0.05);与阳性对照组比较,肾衰营养胶囊组大鼠血清中Ca2+水平升高(P<0.05),P3-、PTH和ALP水平均降低(P<0.05)。RT-qPCR法,与对照组比较,模型组大鼠股骨组织中BMP-7和Smad1/5/8mRNA表达水平降低(P<0.05);与模型组比较,阳性对照药组和肾衰营养胶囊组大鼠股骨组织中BMP-7及Smad1/5/8 mRNA表达水平升高(P<0.05);与阳性对照组比较,肾衰营养胶囊组大鼠股骨组织中BMP-7和Smad1/5/8 mRNA表达水平升高(P<0.05)。Western blotting法,与对照组比较,模型组大鼠股骨组织中BMP-7、p-BMP-7、Smad1/5/8和p-Smad1/5/8蛋白表达水平均降低(P<0.05);与模型组比较,阳性对照组和肾衰营养胶囊组大鼠股骨组织中BMP-7、 p-BMP-7、 Smad1/5/8和p-Smad1/5/8蛋白表达水平均升高(P<0.05);与阳性对照组比较,肾衰营养胶囊组大鼠股骨组织中BMP-7、p-BMP-7、Smad1/5/8和p-Smad1/5/8蛋白表达水平均升高(P<0.05)。结论:肾衰营养胶囊可改善肾性骨病模型大鼠的肾功能和钙磷代谢紊乱,促进骨髓基质细胞增殖,改善骨代谢情况,其机制可能与激活BMP-7/Smads信号通路有关。

基于miRNA21-5p调控TGF-β1/Smads信号通路探讨苓桂气化方抗射血分数保留心力衰竭心肌纤维化的机制

目的基于miRNA21-5p调控转化生长因子-β1(transforming growth factor beta 1,TGF-β1)/Smads信号通路探讨苓桂气化方抗射血分数保留心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)心肌纤维化的机制。方法40只4周龄自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)平均分为HFpEF组、沙库巴曲缬沙坦组(LCZ696,0.018 g·kg^(-1))、苓桂气化方低剂量组(LGQH-L,3.87 g·kg^(-1))和苓桂气化方高剂量组(LGQH-H,7.74 g·kg^(-1)),给予高脂、高盐及高糖饮食16周及腹腔注射链脲霉素溶液8周建立HFpEF大鼠模型。10只威斯塔京都(Wistar Kyoto,WKY)大鼠和10只SHR大鼠作为对照组,以普通饲料喂养至实验结束。造模成功后,WKY、SHR和HFpEF组给予等剂量生理盐水,其他3组按照预先规定的干预措施,每天灌胃1次,持续6周。干预结束后,行超声心动图测量左心室(left ventricle,LV)前壁厚度(LV end-diastolic anterior wall thickness,LVAWd)、LV后壁厚度(LV end-diastolic posterior wall thickness,LVPWd)、LV舒张末内径(LV end-diastolic internal diameter,LVIDd)、LV射血分数(LV ejection fraction,LVEF)、LV舒张早期二尖瓣流入峰值速度(E)、舒张晚期二尖瓣流入峰值速度(A)和LV舒张早期二尖瓣环运动速度(e'),并计算E/A和E/e';酶联免疫吸附试验检测血清心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)、B型利钠肽(B-type brain natriuretic peptide,BNP)及半乳糖凝集素3(Galectin-3,Gal-3);病理切片进行苏木精伊红及马松染色观察心肌肥厚及纤维化,并计算LV室壁厚度(LV wall thickness,LVWT)、胶原体积分数(collagen volume fraction,CVF)及血管周围纤维化比率(perivascular fibrosis ratio,PFR);实时定量聚合酶链反应检测LV心肌miRNA21-5p及TGF-β1/Smads信号通路相关mRNA表达;蛋白印迹检测LV心肌TGF-β1/Smads信号通路相关蛋白表达。结果与对照组比较,HFpEF组的LVAWd、LVPWd、LVIDd、E/A、E/e'、ANP、BNP、Gal-3、LVWT、CVF和PFR显著升高(P<0.05或P<0.01);LV心肌miR-NA21-5,α-SMA、CollⅠ、CollⅢ、TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA表达和α-SMA、CollⅠ、CollⅢ、TGF-β1、P-Smad2/3蛋白表达显著上调(P<0.05或P<0.01);Smad7 mRNA及蛋白表达显著下调(P<0.05或P<0.01)。与HFpEF组比较,苓桂气化方呈剂量依赖性减少LVAWd、LVPWd、LVIDd、E/A、E/e'、ANP、BNP、Gal-3、LVWT、CVF和PFR(P<0.05或P<0.01);下调miRNA21-5p,α-SMA、CollⅠ、CollⅢ、TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA表达和α-SMA、CollⅠ、GF-β1、P-Smad2/3蛋白表达(P<0.05或P<0.01);上调Smad7 mRNA及蛋白表达(P<0.05或P<0.01)。结论苓桂气化方可能通过靶向miRNA21-5p调控TGF-β1/Smads信号通路抑制心肌纤维化,从而减轻HFpEF大鼠LV重塑和舒张功能障碍,是治疗HFpEF的有效中药复方。

基于TGF-β/BMP/Smad信号通路治疗激素性股骨头坏死中医药研究进展

激素性股骨头坏死(steroid-induced osteonecrosis of the femoral head,SIONFH)是由于糖皮质激素使用不当或过度而引起的髋关节疾病,发病机制尚未统一,临床疗效亦不佳。当前,没有效果明确的药物可以延缓疾病进程,而中医药治疗SIONFH在临床上取得一定疗效。即便如此,仍未能完整的从分子生物及细胞生物学角度阐明中药治疗SIONFH的作用机制。转化生长因子-β(TGF-β)/骨形态发生蛋白(BMP)/Smad信号通路的转导是防治SIONFH的研究热点之一,故该文阐明了该信号通路的转导机制以及与SIONFH的联系,检索了基于该通路治疗SIONFH的全部中药及复方并阐述其影响机制。基于中医对SIONFH的认识,现临床上使用补肝肾强筋骨以及活血祛瘀通络类的方药治疗SIONFH,且具有良好的疗效。中药通过调控该通路,可刺激骨髓间充质干细胞成骨分化,降低破骨细胞含量,减少脂肪生成,改善微循环,抗氧化损伤,促进股骨头内血管新生,从而促进股骨头损伤的修复。现基于TGF-β/BMP/Smad信号通路对中医药治疗SIONFH的研究进展做一综述,期许为中医药治疗SIONFH提供理论依据及参考。

TGFβ1/Smads信号通路抗纤维化抑制心室重构及红花黄色素干预作用的研究

目的 研究红花黄色素对心肌梗死后的心室重构及TGFβ1/Smads信号通路的影响。方法 结扎左冠状动脉前降支建立心肌梗死模型,假手术组开胸显露左冠状动脉前降支但不行结扎。建模成功大鼠随机分为模型组,红花黄色素高、中、低剂量组,氯沙坦组,给药4周。观察心脏形态结构变化;分析血清丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)含量变化;Westem blot检测心肌组织转化生长因子β1(TGFβ1)、SMAD2/3、P-SMAD2/3蛋白表达量。结果 与假手术组比较,模型组心脏体积变大,梗死区面积大,左室壁凹陷,变薄;与模型组比较,给药组左心室壁没有明显凹陷,梗死区范围和体积变小;血清MDA降低,SOD、GSH-Px和CAT活性增强(P<0.05);与模型组比较,给药组心肌组织TGFβ1及SMAD2/3蛋白表达下降(P<0.05)。结论 红花黄色素能够减轻心室重构,缓解氧化应激,可能是通过抑制TGFβ1/Smads信号通路而实现。

基于TGF-β_(1)/Smads信号通路探讨大蒜素对2型糖尿病大鼠肾纤维化的影响

目的:探讨大蒜素对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠肾纤维化和TGF-β_(1)/Smads信号通路的影响以及大蒜素对T2DM所致肾纤维化的作用机制。方法:将50只SD大鼠随机分为正常对照组、模型组和大蒜素低剂量组(5 mg/kg)、大蒜素中剂量组(10 mg/kg)、大蒜素高剂量组(20 mg/kg),每组10只。正常对照组大鼠常规饲养,其余各组采用高糖高脂饲料喂养加腹腔注射链尿佐菌素的方法复制T2DM大鼠模型。造模完成后,大蒜素各剂量组大鼠腹腔注射相应剂量大蒜素溶液,正常对照组及模型组腹腔注射等剂量生理盐水,每天1次,共4周。干预4周后,测定各组大鼠空腹血糖水平,称量体质量;生化分析法测定24h尿蛋白(24 hour urine protein,24h UP)、血清尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血清肌酐(serum creatinine,SCr)表达水平;苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)进行肾组织病理学检查;Masson染色进行肾组织纤维化检查并计算胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF);免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)法检测肾组织中转化生长因子β_(1)(transforming growth factor-β_(1),TGF-β_(1))、磷酸化Smad2(phospho-Smad2,p-Smad2)、p-Smad3蛋白表达以及Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ,ColⅠ)和Ⅲ型胶原蛋白(collagenⅢ,ColⅢ)表达。结果:与正常对照组比较,模型组大鼠肾小球增大、系膜基质增厚、肾小管上皮细胞空泡变性、炎性细胞浸润,大鼠空腹血糖、24h UP、BUN、SCr、CVF、TGF-β_(1)、p-Smad2、p-Smad3、Col I、ColⅢ均升高,体质量下降;与模型组比较,大蒜素中、高剂量组大鼠空腹血糖水平降低、体质量升高(P<0.05),24h UP和血清BUN、SCr水平降低(P<0.01),病理学改变改善;与模型组比较,大蒜素低、中、高剂量组大鼠肾组织纤维化改善,肾组织CVF降低(P<0.01);与模型组比较,大蒜素中、高剂量组大鼠肾组织TGF-β_(1)、p-Smad2、p-Smad3、Col I、ColⅢ蛋白表达下调(P<0.01)。结论:大蒜素对T2DM大鼠肾纤维化具有抑制作用,其机制可能与大蒜素调控TGF-β_(1)/Smads信号通路进而抑制细胞外基质生成有关。

黄芪多糖通过TGF-β1/Smads通路对哮喘大鼠Th1/Th2免疫失衡的调节作用

目的:探讨黄芪多糖通过转化生长因子(TGF)-β1/Smads信号通路对哮喘大鼠辅助性T细胞(Th)l/Th2免疫失衡的调节作用。方法:选择雄性SD大鼠40只,分为对照组、模型组、黄芪多糖低、中、高剂量组,各8只。建立慢性哮喘大鼠模型,对照组和模型组大鼠尾静脉注射等体积0.9%氯化钠溶液,川芎嗪低、中、高剂量腹腔注射川芎嗪,各组均连续治疗14 d。干预后检测各组大鼠支气管黏膜受损面积和平滑肌厚度,收集各组大鼠支气管肺泡灌洗液(BALF),测定白细胞介素-4(IL-4)、干扰素-γ(IFN-γ)水平变化,苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织结构变化,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)对肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达进行测定。结果:与对照组比较,模型组支气管黏膜受损面积、平滑肌厚度增加,与模型组比较,黄芪多糖各组均下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。与对照组比较,模型组BALF中IFN-γ水平降低,IL-4水平升高,与模型组比较,黄芪多糖各组BALF中IFN-γ水平均升高,IL-4水平均下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。模型组肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达较对照组升高,黄芪多糖各组肺组织TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA和蛋白表达较模型组下降,且呈剂量依赖性(P<0.05)。结论:黄芪多糖通过抑制TGF-β1/Smads信号激活阻止哮喘大鼠气道炎症,调节Th1/Th2比值失衡,改善大鼠肺组织病理损伤。

BMP-7/Smads信号通路在胆总管结扎大鼠肝纤维化组织中的表达及意义

目的探讨BMP-7/Smads信号通路在胆总管结扎大鼠肝纤维化组织中的表达及意义。方法将雄性Wistar大鼠简单随机化分组成假手术组,胆总管结扎7天组、14天组、28天组、42天组,采用胆总管结扎方法制备大鼠胆汁淤积肝纤维化模型。苏木精-伊红染色、Msaaon染色观察各组大鼠肝组织形态及胶原沉积情况,实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)测各组大鼠肝脏中α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、纤连蛋白(fibronectin,FN)等肝纤维化指标mRNA的表达变化,免疫组化法明确肝脏胶原蛋白Ⅰ(collagenⅠ)沉积情况,Western blot法检测各组肝组织内FN、collagenⅠ、胶原蛋白Ⅲ(collagenⅢ)、α-SMA和金属基质蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor of matrix metalloproteinase,TIMP1)等蛋白的表达,同时用免疫组化法及Western blot法检测各组肝组织内BMP-7及p-Smad1/5/8蛋白定位及表达量的变化。结果与假手术组比较,胆总管结扎组随着胆总管结扎时间延长,肝纤维化程度逐渐加重,肝内胶原增生明显,形成粗大的纤维间隔,肝组织内FN、α-SMA、collagenⅠ、collagenⅢ及TIMP1蛋白的表达明显增多,且差异有统计学意义(P<0.05),在肝纤维化组织内,BMP-7及p-Smad1/5/8蛋白在肝纤维化早期显著升高,随着纤维化程度加重,其表达逐渐减少,与假手术组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论BMP-7/Smads信号通路在大鼠肝纤维化早期明显激活,作为一种保护性措施发挥内源性保护作用,而随着肝纤维化的进展,BMP-7/Smads信号通路的激活程度逐渐减弱,这一作用逐渐被削弱。

BMP/Smad信号通路与先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部的软骨发育

背景:先天性马蹄内翻足主要表现为骨本身异常及软骨发育异常,BMP/Smad信号通路可以指导胚胎期骨和软骨的发育,但其在马蹄内翻足病因领域发挥的作用尚无动物实验证实。目的:探讨BMP/Smad信号通路参与调控先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部软骨发育异常的机制。方法:将生长状况相同的孕10 d的SD大鼠随机分为实验组和对照组。实验组采用135 mg/kg维甲酸灌胃制作马蹄内翻足模型,对照组采用等量植物油灌胃;孕21 d后剖腹取出胎鼠,实验组孕鼠产下胎鼠41只中出现马蹄足畸形27只,畸型率65.9%;对照组获得胎鼠36只,均未出现畸形。分离胎鼠足踝部组织进行苏木精-伊红染色,并采用Western blot、RT-qPCR、免疫组化检测BMP/Smad信号通路核心蛋白Smad5、P-Smad5、通路下游蛋白SP7以及Sox9的表达水平。结果与结论:①与对照组相比,苏木精-伊红染色可见实验组大鼠足踝部组织中软骨基质增多,骨间缝隙增大;②免疫组化显示实验组Smad5与SP7表达水平下降,而Sox9基因表达增高;③RT-qPCR结果显示实验组大鼠足踝部组织中Smad5、SP7的mRNA表达水平下降,Sox9 mRNA表达水平升高;④Western blot结果显示实验组大鼠足踝部软骨组织中P-Smad5/Smad5及SP7表达降低,Sox9表达升高;⑤结果说明,先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部软骨异常的发生与BMP/Smad信号通路传导障碍有关。

不同FecB基因型和不同直径绵羊卵泡中BMP/SMAD通路活性及蛋白表达差异

旨在探究不同FecB基因型对绵羊卵泡中BMP/SMAD通路活性和蛋白表达的影响;揭示成熟大卵泡和小卵泡之间BMP/SMAD通路活性和蛋白表达的差异。本研究采用TaqMan分型方法筛选出不同FecB基因型的母羊,同期发情后取卵泡期成熟卵泡和黄体期卵巢表面小卵泡,利用免疫印迹法(Western blot)测定BMP/SMAD通路相关蛋白表达水平和通路活性。结果表明,对于小卵泡组,FecB突变型卵泡中骨形态发生蛋白1B型受体(bone morphogenetic protein receptor type 1B,BMPR1B)表达量显著高于野生型卵泡(P<0.05),但SMAD家族成员4(SMAD family member 4,SMAD4)表达量和SMAD1/5/9的磷酸化水平显著低于野生型卵泡(P<0.05);对于成熟大卵泡组,FecB突变型卵泡中FKBP脯氨酰异构酶1A(FKBP prolyl isomerase 1A,FKBP1A)和SMAD4表达量显著低于野生型卵泡(P<0.05),Ⅰ型受体(BMPR1B)和Ⅱ型受体(BMPR2)的蛋白表达量及SMAD1/5/9的磷酸化水平在两种基因型之间未显示出显著差异。另一方面,对比FecB突变型小卵泡和成熟大卵泡发现:成熟大卵泡中BMPR1B和SMAD4蛋白表达量和SMAD1/5/9磷酸化程度显著高于小卵泡(P<0.05)。上述结果表明,由于SMAD4表达量的下降,FecB突变型大、小卵泡中结合到基因组靶区域的SMAD4-SMAD1/5/9蛋白复合物均相对较少,将导致通路活性降低,而且由于小卵泡中较低的SMAD1/5/9磷酸化水平,其通路活性更低。另外,绵羊突变型卵泡生长发育成熟后BMP/SMAD通路活性显著增强。

BMP⁃2/Smad信号通路探讨金匮肾气丸对BMSCs成骨分化的影响

目的观察金匮肾气丸含药血清对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化的影响并探讨其发生的作用机制。方法制备金匮肾气丸含药血清,CCK⁃8法筛选出最佳浓度的金匮肾气丸含药血清对BMSCs向成骨分化的影响。将BMSCs分为空白组(control组)、成骨诱导组(OIS)、空白血清组(ROIS组)及含药血清组(JKSQ⁃OIS),分别对各组BMSCs进行成骨诱导。连续干预14 d及21 d后,分别进行碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色镜下观察各组碱性磷酸酶活性和成骨矿化水平;连续干预14 d后,实时荧光定量PCR(q⁃PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)分别检测各组BMSCs中骨形态发生蛋白2(BMP⁃2)、Smad1、ALP、Runt相关转录因子2(runt⁃related transcription factor 2,Runx2)及成骨细胞特异性转录因子(Osterix,OSX)mRNA和蛋白的相对表达量。结果与control组相比,OIS组与ROIS组出现点状矿化结节,ALP染色轻微变深,ALP和Runx2 mRNA及蛋白的表达上升(P<0.05,P<0.01),OSX的表达上升但不明显(P>0.05);与OIS组相比,JKSQ⁃OIS组矿化结节成片分布,ALP染色明显加深,BMP⁃2、Smad1、ALP和Runx2 mRNA及蛋白的表达上升(P<0.05,P<0.01),OSX mRNA及蛋白表达有上升趋势(P>0.05)。结论金匮肾气丸含药血清可能通过调控BMP⁃2/Smad信号通路,上调ALP、Runx2和OSX的表达,促进BMSCs向成骨分化,改善OP。

基于TGF-β1/Smads信号通路探讨2-十二烷基-6-甲氧基-2,5-二烯-1,4-环己二酮抗肝纤维化的作用机制

目的探讨2-十二烷基-6-甲氧基-2,5-二烯-1,4-环己二酮(2-dodecyl-6-methoxycyclohexa-2,5-diene-1,4-dione,DMDD)对CCl_(4)致大鼠肝纤维化的影响及潜在作用机制。方法采用50%CCl_(4)复制肝纤维化模型,检测血液中门冬氨酸转移酶(aspartate transferase,AST)、丙氨酸转移酶(alanine transferase,ALT)、白蛋白/球蛋白(albumin/globulin,A/G)、总蛋白(total protein,TP)、总胆红素(total bilirubin,T-BIL)、大鼠透明质酸(hyaluronic acid,HA)、层黏连蛋白(laminin,LN)、Ⅲ型胶原(collagen typeⅢ,ColⅢ)和Ⅳ型胶原(collagen typeⅣ,ColⅣ)。HE和Masson染色观察肝脏组织病变和纤维形成情况。免疫组织化学法检测肝脏组织中α平滑肌肌动蛋白(αsmooth muscle actin,α-SMA)、Ⅰ型胶原(collagen typeⅠ,ColI)、转化生长因子β1(transformed growth factor-β1,TGF-β1)、Smad2、Smad7蛋白表达水平。RT-PCR法检测肝脏组织中α-SMA、ColI、TGF-β1、Smad7mRNA水平。Western blot法检测肝脏组织中TGF-β1、Smad4、Smad7蛋白表达水平。结果与正常对照组相比,模型组血清AST、ALT、TP、T-BIL、HA、LN、ColⅢ、ColⅣ水平明显升高,A/G水平明显降低,肝脏HE和Masson染色显示有大量纤维形成,说明造模成功。与模型组相比,DMDD给药组大鼠AST、ALT、TP、T-BIL、HA、LN、ColⅢ、ColⅣ含量和α-SMA、ColI、TGF-β1、Smad2、Smad4mRNA及蛋白水平显著下调,A/G、Smad7水平上调。肝脏HE和Masson染色结果显示纤维增生明显减少。结论DMDD对CCl_(4)诱导的肝纤维化具有保护作用,其机制可能与TGF-β1/Smads信号通路有关。

接骨七厘胶囊通过激活BMP/Smad信号通路促进大鼠桡骨骨折愈合

【目的】探讨接骨七厘胶囊通过激活骨形态发生蛋白(BMP)/Smad信号通路对大鼠桡骨骨折愈合的改善作用。【方法】(1)构建大鼠桡骨骨折模型,检测大鼠血清中碱性磷酸酶(ALP)、钙(Ca)和磷的含量,观察骨折间隙的病理学变化。(2)培养人骨肉瘤细胞SaOS-2,检测ALP活性、矿化水平,实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)法检测细胞成骨相关基因ALP、胶原Ⅰ(COL-Ⅰ)、鸟氨酸转氨酶(OTC)、Osterix、骨桥蛋白(OPN)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、BMP2表达,Western Blot法检测细胞BMP/Smad信号通路中关键蛋白的表达。【结果】接骨七厘胶囊促进大鼠桡骨骨折愈合,增强ALP活性,增加钙和磷含量。接骨七厘胶囊刺激SaOS-2细胞矿化结节的形成,并以剂量依赖的方式促进SaOS-2细胞中COL-I、OTC、Osterix、BMP2和OPN的表达水平。接骨七厘胶囊处理可上调SaOS-2细胞BMP/Smad信号通路Smad1/5磷酸化水平以及BMP2和RUNX2的水平。BMP/Smad信号通路的抑制剂Noggin抑制接骨七厘胶囊诱导的SaOS-2细胞成骨分化。【结论】接骨七厘胶囊可通过激活BMP/Smad信号通路,提高成骨相关基因的表达,从而促进骨折愈合。

湿生扁蕾呫吨酮联合益生菌调控TGF-β1/Smads通路及炎性因子干预大鼠结肠炎癌转化

目的基于TGF-β1/Smads通路及炎性因子探讨湿生扁蕾呫吨酮(GPX)联合益生菌干预结肠炎癌转化的机制。方法将90只大鼠采用随机数字表法分为正常组、模型组[饮用右旋糖酐硫酸钠(DSS)3 d]和给药组。其中,模型组又分为炎症期组、炎癌前期组[注射二甲基肼(DMH)4周]、炎癌中期组(注射DMH 13周)、炎癌末期组(注射DMH 21周);给药组是在炎癌末期组的基础上边建模边给药且根据所给药物再分组,即饮用DSS 3 d,在饮用DSS的第1天就开始灌胃各组药物,每日1次,持续8周,分别为GPX 69.3 mg/kg(GPX组)、益生菌400 mg/kg(益生菌组)、GPX 69.3 mg/kg+益生菌400 mg/kg(联合组)、沙利度胺13.5 mg/kg(沙利度胺组)。对各组疾病活动指数(DAI)、结肠长度和湿质量指数进行比较;观察大鼠结肠瘤体特征;HE染色观察结肠病理变化;Western blot和酶联免疫吸附试验分别检测转化生长因子(TGF)-β1,Smad4,Smad7和白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α表达。结果与炎癌末期组比较,各给药组结肠长度增加,结肠壁厚、湿质量指数与瘤体最大直径降低,TGF-β1和Smad4蛋白表达水平升高,Smad7、IL-6、TNF-α水平降低,GPX组与联合组DAI得分降低(P<0.05),GPX组、益生菌组和联合组的肠黏膜层结构和形态改善,结肠隐窝结构与杯状细胞数量增加;与益生菌组和GPX组比较,联合组结肠壁厚、结肠湿质量指数、瘤体数量降低,TGF-β1和Smad4蛋白表达水平升高,IL-6、TNF-α水平降低(P<0.05)。结论GPX和益生菌联用可抑制结肠炎癌转化,其作用机制可能与调控TGF-β1/Smads通路和抑制IL-6、TNF-α表达有关。

基于TGF‐β1/Smads信号通路探讨红花抗硬皮病小鼠皮肤纤维化的作用机制

目的探讨红花抗硬皮病小鼠皮肤纤维化的作用及对转化生长因子β1(TGF-β1)/Smads信号通路的影响。方法将64只雌性BALB/c小鼠分为对照组(16只)、模型组(16只)、泼尼松组(8只)、红花前干预组(16只)和红花后干预组(8只)。除对照组外,其他4组小鼠采用皮下注射博来霉素诱导硬皮病小鼠模型。造模当天给予泼尼松组小鼠灌胃0.45 mg/mL醋酸泼尼松混悬液,给予红花前干预组小鼠灌胃0.15 g/mL红花水提液,给予对照组、模型组小鼠灌胃生理盐水,造模第15天给予红花后干预组小鼠灌胃0.15 g/mL红花水提液,以上各组小鼠均连续灌胃4周(0.2 mL/d)。干预4周后,观察各组小鼠皮肤外观变化及皮肤病理组织学改变,比较各组小鼠的真皮厚度,采用免疫组化法检测各组小鼠皮肤组织Ⅰ型胶原蛋白(COLⅠ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的蛋白表达水平,采用实时荧光定量PCR检测各组小鼠皮肤组织COLⅠ-a1、COLⅠ-a2、α-SMA、TGF-β1、Smad2、Smad3的mRNA表达水平,采用Western blot检测各组小鼠皮肤组织TGF-β1、Smad2、Smad3、磷酸化Smad2、磷酸化Smad3的蛋白表达情况。结果(1)模型组小鼠背部未见新生毛发,皮肤硬化明显、有粘连,不易被提起,真皮厚度增厚,各药物干预组皮肤症状较模型组改善,真皮厚度变薄,以泼尼松组、红花前干预组改善最明显。(2)与对照组比较,模型组小鼠皮肤组织COLⅠ、α-SMA的蛋白表达水平,以及COLⅠ-a1、COLⅠ-a2、α-SMA的mRNA表达水平升高(P<0.05);与模型组比较,红花前干预组、红花后干预组和泼尼松组小鼠皮肤组织COLⅠ、α-SMA的蛋白表达水平,以及COLⅠ-a1、COLⅠ-a2、α-SMA的mRNA表达水平下降,且泼尼松组、红花前干预组小鼠皮肤组织COLⅠ、α-SMA的蛋白表达水平低于红花后干预组,红花前干预组小鼠皮肤组织COLⅠ-a1、COLⅠ-a2的mRNA表达水平低于红花后干预组(P<0.05)。(3)与对照组比较,模型组小鼠皮肤组织TGF-β1、Smad2、Smad3的蛋白及mRNA,以及磷酸化Smad2、磷酸化Smad3的蛋白表达水平升高,红花前干预组小鼠皮肤组织TGF-β1、Smad3的mRNA表达水平降低,Smad2的mRNA表达水平升高(P<0.05);与模型组比较,红花前干预组小鼠皮肤组织TGF-β1、Smad2、Smad3的蛋白及mRNA,以及磷酸化Smad2、磷酸化Smad3的蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论红花可以抑制肌成纤维细胞的激活,减少细胞外基质的生成与堆积,从而发挥抗硬皮病小鼠皮肤纤维化的作用,其机制可能与下调硬皮病小鼠皮肤组织TGF-β1/Smads信号通路相关蛋白的表达有关。

LPS刺激对断奶仔猪肝脏形态、功能及转化生长因子β1/Smads通路的影响

本试验旨在研究脂多糖(LPS)刺激后对断奶仔猪肝脏形态、功能和转化生长因子β1(TGF-β1)以及Smads通路的影响。选取18头21日龄、体重(7.09±0.9)kg杜×长×大断奶仔猪,随机分成3个处理,每个处理6头猪。预饲14 d后,腹膜注射100μg/kg BW的LPS,分别在注射前(0 h)、注射4 h和24 h后屠宰仔猪,取血浆和肝脏样品待测。结果表明:HE切片显示,与对照组(0 h)相比,LPS刺激4 h后肝细胞损伤严重,有明显炎性细胞浸润,出现大量坏死且细胞核溶解固缩。LPS刺激24 h后肝细胞核溶解固缩,较刺激4 h后损伤有所缓解。与对照组(0 h)相比,LPS刺激4 h后血浆中谷草转氨酶(AST)、谷草转氨酶和谷丙转氨酶比值(AST/ALT)、碱性磷酸酶(AKP)活性升高(P<0.001),LPS刺激24 h后血浆中AST、AST/ALT活性升高(P<0.001),AKP活性降低(P<0.05),ALT活性均无显著变化。肝脏中TGF-β1基因表达在刺激4 h和24 h后均升高(P<0.05);TGF-βR2在LPS刺激4 h后下降(P<0.001);Smad3在LPS刺激4h后下降(P<0.05);Smad4在LPS刺激4h后有上升趋势(P<0.10)。由此可见,在LPS刺激后仔猪肝脏受损,TGF-β1/Smads信号通路被迅速激活参与肝脏的损伤修复。

异氟醚通过BMP4/Smad信号通路对自发性高血压大鼠脑损伤的作用机制研究

目的:探究异氟醚通过调节骨发生形态蛋白4(BMP4)及其下游Smad蛋白对自发性高血压大鼠(SHR)脑损伤的作用机制。方法:采用随机数字表法将48只SHR分为模型组、异氟醚组、阳性药物组、异氟醚+LDN193189组,健康大鼠作为健康对照组,每组12只。各组大鼠分别放入氧气箱中,健康对照组、模型组、阳性药物组大鼠通入特殊气体(30%O_(2)、70%N_(2))1 h,异氟醚组、异氟醚+LDN193189组通入混杂2%异氟醚的特殊气体1 h,通过麻醉气体检测仪检测异氟醚含量,确保异氟醚浓度始终保持在2%。通气结束后,异氟醚+LDN193189组大鼠腹腔内注射BMP4/Smad通路抑制剂溶液20μL(LDN193189,5 mg/kg),阳性药物组大鼠腹腔内注射缬沙坦溶液20μL(10 mg/kg),健康对照组、模型组、异氟醚组大鼠腹腔内注射等量的生理盐水。氧气箱通气实验及注射每日1次,持续10 d。无创血压检测仪检测尾动脉收缩压变化;神经学行为评分评价行为功能;脑含水量检测脑水肿程度;原位末端转移酶标记法(TUNEL)染色和尼氏染色观察海马组织病理学变化及神经元损伤情况;荧光定量聚合酶链式反应(PCR)及蛋白免疫印迹(Western Blot)法检测海马组织BMP4、Smad2 mRNA及蛋白表达水平。结果:与模型组比较,异氟醚组、阳性药物组、异氟醚+LDN193189组大鼠海马神经细胞凋亡减少,尼氏小体增多,血压、神经学评分、脑组织含水量显著降低,BMP4、Smad2 mRNA及蛋白表达量显著升高(P<0.05);与异氟醚组比较,异氟醚+LDN193189组大鼠神经细胞凋亡增多,尼氏小体急剧减少,血压、神经学评分、脑组织含水量显著升高,BMP4、Smad2 mRNA及蛋白表达量显著降低(P<0.05);异氟醚组与阳性药物组各项数据差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:异氟醚可通过促进BMP4/Smad信号通路减轻SHR脑损伤。

老年慢性阻塞性肺疾病患者TGF-β1/Smads信号通路与肺动脉高压风险的关系

目的 探讨老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者转化生长因子β1(TGF-β1)/Smads信号通路与肺动脉高压(PH)风险的关系。方法 回顾性分析2021年6月至2023年6月在榆林市第一医院接受治疗的102例老年COPD患者的临床资料,参照是否合并PH将所有老年COPD患者分为合并PH组(n=40)和未合并PH组(n=62)。比较两组基础资料信息[性别、年龄、体重指数、COPD病程、糖尿病、高血压、高血脂、吸烟史、饮酒史、1秒用力呼气量(FEV1)/用力肺活量(FVC)、氧分压]与血清TGF-β1/Smads信号通路蛋白水平;采用多因素Logistic回归分析影响老年COPD患者合并PH危险因素;绘制受试者操作特征(ROC)曲线评价血清TGF-β1/Smads信号通路评估老年COPD患者合并PH的效能。结果 两组性别、年龄、体重指数、COPD病程、糖尿病、高血压、高血脂、吸烟史、饮酒史、FEV1/FVC、氧分压比较,差异均无统计学意义(P>0.05);合并PH组TGF-β1、Smad2、Smad3均显著高于未合并PH组,而Smad6、Smad7均显著低于未合并PH组,差异均有统计学意义(P<0.05)。经多因素Logistic回归分析证实,TGF-β1/Smads信号通路被激活是影响老年COPD患者合并PH的危险因素(P<0.05);经ROC分析证实,血清TGF-β1、Smad2、Smad3、Smad6、Smad7可用于老年COPD患者合并PH的评估,曲线下面积分别为0.804、0.908、0.851、0.898、0.872,均有P<0.05。结论 老年COPD患者合并PH风险与TGF-β1/Smads信号通路的激活密切相关,临床可将TGF-β1、Smad2、Smad3、Smad6及Smad7作为评估患者病情和发生PH情况的标志物,为临床治疗和预后提供参考。

基于TGF-β1/smads信号通路研究电针对少弱精症大鼠的影响

【目的】探究电针对少弱精症大鼠精子质量、性激素水平以及睾丸组织中TGF-β1/smads信号通路中相关蛋白的影响。【方法】取40只SD大鼠,雄性,采用随机数字表法,分成空白组、模型组、电针组、阳性药物组,应用腺嘌呤灌胃法建立少弱精症大鼠模型,分别对电针组(每天电针中极、关元、足三里、三阴交,30 min/次,连续28 d)、阳性药物组(以10 mL/kg左卡尼汀口服液灌胃,连续28 d)进行干预。治疗后检测各组大鼠精子数量、精子活力率、促卵泡生成激素(FSH)、黄体生成素(LH)、血清性激素睾酮(T)指标变化;采用HE染色法对睾丸组织进行形态学观察;采用Western Blot检测睾丸组织中TGF-β1/smads信号通路相关蛋白的表达。【结果】模型组与空白组比较,精子数量、精子活力率均显著降低(P<0.05),电针组和阳性药物组与模型组比较均有显著升高(P<0.05)。性激素水平比较:模型组与空白组相比,血清T水平显著降低(P<0.05)、血清FSH、LH水平显著升高(P<0.05);电针组和阳性药物组与模型组比较,血清T水平显著升高(P<0.05)、血清FSH、LH水平显著降低(P<0.05)。HE染色结果显示:模型组大鼠睾丸组织出现典型AR病理特征,电针组和阳性药物组睾丸组织均出现不同程度改善。Western Blot检测显示:睾丸组织中模型组TGF-β1/smads通路TGF-β、p-smad2、p-smad3蛋白水平表达均显著升高(P<0.05),电针组和阳性药物组与模型组比较TGF-β、p-smad2、p-smad3蛋白水平均显著降低(P<0.05)。【结论】电针能够提高少弱精子症大鼠精子数量和精子活力率,调节性激素水平,改善大鼠的生精环境,其机制可能与通过调节TGF-β1/smads信号通路影响睾丸生精过程有关。

麻黄碱调控TGF-β1/Smads通路对支气管哮喘小鼠气道重塑的影响

目的 探究麻黄碱对支气管哮喘小鼠气道重塑的影响及对转化生长因子β1(TGF-β1)/Smads通路的调控作用。方法 将所有小鼠随机分为对照组、模型组、地塞米松组、麻黄碱低剂量组、麻黄碱高剂量组、麻黄碱高+TGF-β1激活剂组,每组12只。除对照组,其余组小鼠腹腔注射含有40μg卵清蛋白(OVA)和2 mg 10%氢氧化铝的致敏液诱导哮喘模型。8周后,检测各组小鼠气道高反应性;对支气管肺泡灌洗液(BALF)中嗜酸性粒细胞进行计数;ELISA检测BALF中白细胞介素(IL)-4、IL-5和IL-13的水平;苏木精-伊红(HE)染色和Masson染色观察小鼠肺组织的病理学变化及胶原纤维面积;免疫组织化学检测小鼠肺组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达;Western blot检测小鼠肺组织中TGF-β1/Smads通路相关蛋白的表达。结果 与对照组相比,模型组小鼠不同乙酰甲胆碱剂量下的气道高反应性、气道壁的总面积(Wat)/基底膜的周长(Pbm)比值、胶原纤维面积、嗜酸性粒细胞及IL-4、IL-5、IL-13含量、α-SMA、TGF-β1表达及p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3比值均升高(P<0.05),Smad7表达降低(P<0.05);与模型组相比,地塞米松组和麻黄碱低、高剂量组小鼠不同乙酰甲胆碱剂量下的气道高反应性、Wat/Pbm比值、胶原纤维面积、嗜酸性粒细胞及IL-4、IL-5、IL-13含量、α-SMA、TGF-β1表达及p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3比值均降低(P<0.05),Smad7表达升高(P<0.05);与麻黄碱高剂量组相比,麻黄碱高+TGF-β1激活剂组小鼠不同乙酰甲胆碱剂量下的气道高反应性、Wat/Pbm比值、胶原纤维面积、嗜酸性粒细胞及IL-4、IL-5、IL-13含量、α-SMA、TGF-β1表达及p-Smad2/Smad2、pSmad3/Smad3比值均升高(P<0.05),Smad7表达降低(P<0.05)。结论 麻黄碱可以改善支气管哮喘小鼠的气道重塑,其机制与调控TGF-β1/Smads信号通路有关。