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。

入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ水平与CHB肝纤维化严重程度的相关性及对疾病预后的预测价值

目的探讨入院时血清转化生长因子-β1(TGF-β1)、Smad同源蛋白2(Smad2)、Smad同源蛋白3(Smad3)及透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、层黏连蛋白(LN)、Ⅳ型胶原(CⅣ)水平与慢性乙型肝炎(CHB)肝纤维化严重程度的相关性及联合检测对疾病预后的预测价值。方法选取河南省中医院2021年3月至2022年3月收治的78例CHB肝纤维化患者作为研究组,选择同期78名健康体检者作为对照组。比较研究组和对照组及不同肝纤维化分期、不同炎症活动分级CHB肝纤维化患者入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、PCⅢ、LN、CⅣ水平;分析入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、PCⅢ、LN、CⅣ水平与肝纤维化分期、炎症活动分级的相关性。CHB肝纤维化患者治疗3个月后,根据患者预后分为预后良好和预后不良亚组,比较预后良好和预后不良患者入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、PCⅢ、LN、CⅣ水平;分析入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、PCⅢ、LN、CⅣ水平联合检测对CHB肝纤维化患者预后不良的预测价值。结果研究组入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ高于对照组(P<0.05);不同肝纤维化分期、炎症活动分级CHB肝纤维化患者入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ比较:S1<S2<S3<S4、G1<G2<G3<G4,差异有统计学意义(P<0.05);入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ水平与肝纤维化分期、炎症活动分级均呈正相关(P<0.05)。预后良好患者入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ水平均低于预后不良患者(P<0.05);入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、LN、PCⅢ、CⅣ水平联合预测肝纤维化患者预后不良的曲线下面积(AUC)优于各指标单一检测(P<0.05)。结论CHB肝纤维化患者入院时血清TGF-β1、Smad2、Smad3、HA、PCⅢ、LN、CⅣ水平均呈现高表达,且与肝纤维化分期、炎症活动分级密切相关,其联合检测对CHB肝纤维化患者预后有较高的预测价值,可用于评估CHB肝纤维化患者病情严重程度和预后,为制定针对性治疗措施提供参考。

SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊卵巢活动中的功能分析

为探究SMAD基因家族重要成员SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊繁殖活动中的生物学功能,利用生物信息学技术对SMAD2、SMAD3和SMAD4基因的蛋白理化性质、亲疏水性和亚细胞定位进行分析,并对其二级结构、蛋白互作进行预测及GO(gene ontology)和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)的富集分析;然后以小尾寒羊为研究对象,通过免疫组织化学染色(immunohistochemistry,IHC)确定SMAD2、SMAD3和SMAD4蛋白在卵巢组织中的表达,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)和蛋白免疫印迹(western blot,WB)方法测定SMAD2、SMAD3和SMAD4基因mRNA及其编码蛋白在不同生理阶段卵巢组织和不同直径卵泡中表达水平。结果显示,SMAD2、SMAD3和SMAD4蛋白为亲水性蛋白,理论等电点分别为6.67、6.73和6.50,在不同生理阶段卵巢组织中的阳性表达主要位于卵母细胞、卵泡膜细胞和颗粒细胞,且二级结构中α螺旋和无规则卷曲的占比较高,其蛋白与FOXH1、ACVR1B、SMAD1、TGFβR1、TGFβR2、ZFYVE9、SKI、SKIL、TGIF1和ENSOARP0000001869蛋白存在互作关系。SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在TGF-β受体信号通路、TGF-β受体结合、TGF-β激活受体活性中发挥生物学功能,且在TGF-β信号通路富集。SMAD2和SMAD4蛋白在撤栓后42 h卵巢组织中的表达量显著高于撤栓后18 h,其mRNA表达趋势及其编码蛋白表达趋势总体一致;而SMAD3基因mRNA及其编码蛋白的表达量在不同生理阶段卵巢组织中差异不显著。SMAD3基因mRNA及其编码蛋白在中卵泡中的表达量显著高于大卵泡;SMAD2和SMAD4基因表达量在不同直径卵泡中差异不显著。综上所述,SMAD2、SMAD3和SMAD4基因在小尾寒羊卵巢周期性活动中的生物学功能存在差异,SMAD2和SMAD4基因参与小尾寒羊发情初期至排卵前的卵巢生理变化,但不参与卵泡发育;而SMAD3参与卵泡发育。以上研究结果为进一步探索SMAD基因家族在小尾寒羊卵巢活动中的分子机理提供理论参考。

金雀异黄素通过调控TGF-β1/Smad3信号通路对2型糖尿病大鼠心肌纤维化的影响

目的 探讨金雀异黄素减轻糖尿病大鼠心肌纤维化的作用及潜在机制。方法 通过高脂饮食结合腹腔注射链脲菌素(STZ)法建立大鼠2型糖尿病(T2DM)模型,并随机分为模型组、二甲双胍组(100 mg/kg)及金雀异黄素低、高剂量组(50、100 mg/kg),另设正常组给予常规饮食,每组10只。各给药组灌胃给药8周,检测体质量、心功能、心脏质量及心脏指数,血清CK-MB、AST及LDH活性,观察心肌纤维化程度,心肌组织转化生长因子-β1(TGF-β1)、Smad同源物3(Smad3)mRNA和蛋白表达,心肌组织Ⅰ型胶原(CollagenⅠ)和Ⅲ型胶原(CollagenⅢ)蛋白分布及表达。结果 与模型组比较,金雀异黄素各剂量组大鼠体质量、每搏输出量(SV)及射血分数(EF)升高(P<0.01),心脏指数、左心室收缩末期内径(LVIDs)、血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)活性降低(P<0.05,P<0.01),心肌组织胶原相对面积及CollagenⅠ、CollagenⅢ蛋白表达均降低(P<0.05,P<0.01),心肌组织TGF-β1、Smad3 mRNA和蛋白表达降低(P<0.05,P<0.01),金雀异黄素高剂量组左心室舒张末期内径(LVIDd)降低(P<0.05)。结论 金雀异黄素可通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路,减轻2型糖尿病大鼠心肌纤维化作用,进而发挥保护心脏效应。

METTL3调控miR-126介导TGF-β/Smad信号通路影响糖尿病肾病的机制研究

目的:建立糖尿病肾病(Diabetes Kidney Disease,DKD)大鼠模型,探讨METTL3调控糖尿病肾病的作用机制。方法:将SD大鼠适应性喂养7d后,按照随机数字法分为4组,正常对照组(Control组)、糖尿病肾病模型组(DKD组)、糖尿病肾病模型+METTL3干扰对照组(DKD+NC组)和糖尿病肾病模型+METTL3干扰组(DKD+siMETTL3组),每组8只。造模结束后收集大鼠血液标本及肾脏组织,采用全自动生化分析仪分析空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)、尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)、24h尿蛋白(Uridine triphosphate,UTP)的表达水平,RT-qPCR法检测miR-126的基因表达,ELISA检测TGF-β1的表达,Western blotting检测METTL3、smad2、smad3、smad7的蛋白水平。结果:与Control组相比,DKD组的FBG、BUN、UTP、TGF-β1、METTL3、smad2、smad3显著升高(P<0.05),体质量、miR-126、smad7显著降低(P<0.05);与DKD组比较,DKD+siMETTL3组的FBG、BUN、UTP、TGF-β1、METTL3、smad2、smad3显著降低(P<0.05),体质量、miR-126、smad7显著升高(P<0.05)。结论:METTL3可以通过调控miR-126及TGF-β/smad通路,介导DKD的进展。

丹参酮ⅡA对胆道闭锁肝纤维化大鼠SMAD4 SMAD7及I型胶原蛋白的影响

目的探讨丹参酮ⅡA通过调控SMAD4、SMAD7蛋白延缓胆道闭锁肝纤维化的机制。方法30只雄性SD大鼠按照随机数字表法分为正常组、假手术组、模型组、吡非尼酮组(300 mg/kg)和丹参酮ⅡA组(20 mg/kg),每组6只。除正常组和假手术组外,其余各组鼠采用胆总管注射无水乙醇的方法复制胆道闭锁肝纤维化模型,造模后第1天,吡非尼酮组和丹参酮ⅡA组鼠给予相应药物灌胃,假手术组和模型组鼠给予等体积生理盐水(10 mL/kg)灌胃。给药20 d后,采用戊巴比妥钠过量麻醉动物留取标本,比较各组间大鼠血液生化指标及肝脏组织病理学改变;检测血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总胆红素水平;Western blot检测肝组织SMAD4、SMAD7的表达以及肝组织中collagen I的表达。结果与正常组相比,模型组大鼠血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总胆红素升高(P<0.05),肝组织呈明显的纤维化改变,肝组织SMAD4、collagen I蛋白表达水平升高,SMAD7表达降低(P<0.05);丹参酮ⅡA治疗后,SMAD4、collagen I表达水平下降,SMAD7表达升高(P<0.05),且大鼠肝纤维化较吡非尼酮组明显减轻。结论丹参酮ⅡA可以有效延缓胆道闭锁肝纤维化进展,其机制可能通过调节TGF-β/Smads中关键蛋白SMAD4及SMAD7的表达,从而减少肝组织中collagen I的沉积。

虎杖苷通过抑制TGF-β/Smad信号通路改善动脉粥样硬化大鼠动脉粥样硬化斑块和内皮炎症反应

目的:探讨虎杖苷通过抑制转化生长因子β(TGF-β)/Smad信号通路对动脉粥样硬化(AS)大鼠AS斑块和内皮炎症反应的改善作用。方法:将60只大鼠随机分成空白对照组、模型对照组、虎杖苷低、中、高剂量组和阳性对照组,每组10只。正常对照组大鼠用普通饲料喂养,其余各组大鼠采用高脂饲料喂养与维生素D3腹腔注射联合的方法制备AS大鼠模型。虎杖苷低、中、高剂量组大鼠每天灌胃虎杖苷40、80、160 mg/kg,阳性对照组大鼠每天灌胃辛伐他汀5 mg/kg,模型对照组和空白对照组大鼠每天灌胃等量生理盐水。给药结束后,油红O染色观察大鼠主动脉AS斑块形成情况;全自动生化分析仪检测大鼠三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平;酶联免疫吸附法检测大鼠血清中肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6、IL-8、C反应蛋白(CRP)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、同型半胱氨酸(Hcy)、细胞间黏附分子1(ICAM-1)、内皮素-1(ET-1)含量;蛋白免疫印迹法检测大鼠TGF-β1、Smad2/3、p-Smad2/3蛋白表达水平。结果:与空白对照组相比,模型对照组大鼠主动脉内壁出现大量AS斑块,血清中TG、TC、LDL-C水平及TNF-α、IL-6、IL-8、CRP、MCP-1、Hcy、ICAM、ET-1含量明显升高,HDL-C水平明显降低,主动脉组织中TGF-β1蛋白表达、p-Smad2/3/Smad2/3显著升高(P<0.05)。虎杖苷干预后AS大鼠主动脉内壁斑块面积明显减小,血清中TG、TC、LDL-C水平及TNF-α、IL-6、IL-8、CRP、MCP-1、Hcy、ICAM、ET-1含量显著降低,HDL-C水平显著升高,主动脉组织中TGF-β1蛋白表达、p-Smad2/3/Smad2/3明显减小(P<0.05),以上指标变化均呈剂量依赖性(P<0.05)。阳性对照组TC、LDL-C、HDL-C水平与虎杖苷高剂量组无明显差异(P>0.05),其余指标均比虎杖苷高剂量组更低(P<0.05)。结论:虎杖苷通过调节血脂、降低细胞炎症因子的表达,从而减少AS斑块的形成,改善AS大鼠体内的炎症反应,其机制与抑制TGF-β/Smad信号通路激活有关。

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。

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。

心房颤动患者TGF-β1/Smad2、smad7信号通路在心房肌重构表达的研究

目的探讨TGF-β1信号通路中的Smad2、smad7表达分布变化与房颤纤维化的发生、发展的关系。方法选取2018年1月至2020年12月于我院行心脏外科手术患者52例,按病变性质分为房颤组24例(RAF)和窦律组28例(RSR),通过检测心外科手术患者房颤及窦性心律组右心房组织中的Smad2、smad7、纤维化因子Fibronectin的表达,比较Smad2、smad7表达量、空间分布及Fibronectin表达量变化。结果房颤患者右心房Smad2表达量明显高于窦性心律组,而smad7表达量明显低于窦性心律患者,纤维化因子Fibronectin表达量明显高于窦性心律组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论TGF-β1/Smad2、smad7信号通路参与房颤心房纤维化所致结构重构。

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。

绝经后女性患者血清Smad4和Osterix水平与骨密度及骨折发生率的相关性分析

目的分析绝经后女性患者血清Smad同源物4(Smad4)和成骨细胞特异性转录因子(Osterix)水平与骨密度(BMD)及骨折发生率的相关性。方法选取2020年5月至2022年5月西安交通大学第二附属医院收治的157例45~70岁绝经女性作为研究对象,按BMD将患者分为BMD正常组(n=51)、BMD减少组(n=59)、骨质疏松症(OP)组(n=47);根据是否骨折分为骨折组(n=48)和非骨折组(n=109)。检测研究对象血清Smad4、Osterix、β胶原降解产物(β-CTX)、Ⅰ型胶原氨基端延长肽(P1NP)、骨桥蛋白(OPN)及N端骨钙素(N-MID)水平;分析血清Smad4与Osterix的相关性,及血清Smad4、Osterix与骨代谢指标间的相关性,以及影响患者发生OP的因素。绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析血清Smad4、Osterix水平对发生骨折风险的预测价值。结果与BMD正常组比较,BMD减少组和OP组的β-CTX、P1NP、OPN、N-MID依次升高,股骨BMD、腰椎L1-4BMD依次降低(P<0.05);BMD减少组和OP组的血清Smad4和Osterix水平依次降低(P<0.05);OP组骨折发生率显著高于BMD正常组和BMD减少组(P<0.001),BMD减少组骨折发生率显著高于BMD正常组(P=0.027)。骨折组的血清Smad4、Osterix水平显著低于非骨折组(P<0.05)。Pearson分析结果表明,Smad4和Osterix的表达水平呈正相关(P<0.05);Spearman分析结果表明,Smad4表达水平与β-CTX、P1NP、OPN和N-MID呈负相关(P<0.05),与股骨BMD和腰椎L1-4BMD呈正相关(P<0.05);Osterix的表达水平与β-CTX、P1NP、OPN和N-MID呈负相关(P<0.05),与股骨BMD和腰椎L1-4BMD呈正相关(P<0.05)。多因素Logistic回归分析表明,低水平Smad4、Osterix、股骨BMD、腰椎L1-4BMD是影响OP发生的危险因素(P<0.05)。绘制ROC曲线结果显示,血清Smad4预测骨折风险的曲线下面积(AUC)为0.937,血清Osterix预测骨折风险的AUC为0.911,二者联合预测骨折风险的AUC为0.974,二者联合优于血清Smad4和Osterix各自单独诊断(Z联合vs.Smad4=3.843、Z联合vs.Osterix=2.386,P<0.05)。结论绝经后OP患者血清Smad4和Osterix呈低表达,与患者的骨代谢生化指标和BMD密切相关,且是影响OP发生的独立危险因素,二者联合可以更好地预测患者发生骨折的风险。

银杏素调节TGF⁃β1/Smad通路对ox⁃LDL诱导血管内皮细胞损伤的影响

目的探讨银杏素调节转化生长因子⁃β1(TGF⁃β1)/Smad信号通路对ox⁃LDL诱导血管内皮细胞损伤的影响。方法将人脐静脉血管内皮细胞HUVEC分为对照组(未处理的HUVEC细胞)、模型组(50μg/mL ox⁃LDL处理的HUVEC细胞)、银杏素组(50μg/mL ox⁃LDL+12.5μmol/L银杏素处理HUVEC细胞)、SRI⁃011381组(50μg/mL ox⁃LDL+10μmol/L的TGF⁃β1/Smad激活剂SRI⁃011381处理HUVEC细胞)、银杏素+SRI⁃011381组(50μg/mL ox⁃LDL+12.5μmol/L银杏素+10μmol/L的SRI⁃011381共同处理HUVEC细胞)。ELISA试剂盒检测HUVEC细胞丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、IL⁃6、IL⁃1β、TNF⁃α水平;CCK⁃8法检测HUVEC细胞增殖;流式细胞术检测HUVEC细胞凋亡率;Western blot检测细胞上皮间质转化(EMT)、TGF⁃β1/Smad通路相关蛋白表达。结果与对照组相比,模型组IL⁃1β、IL⁃6、TNF⁃α、MDA水平、细胞凋亡率、TGF⁃β1、Smad3、神经型钙黏附蛋白(N⁃cadherin)、波形蛋白(Vimentin)蛋白水平显著增加(P<0.05),A值、GSH、SOD水平、上皮钙黏附素(E⁃cadherin)蛋白水平显著降低(P<0.05);与模型组相比,银杏素组IL⁃1β、IL⁃6、TNF⁃α、MDA水平、细胞凋亡率、TGF⁃β1、Smad3、N⁃cadherin、Vimentin蛋白水平显著下降(P<0.05),A值、GSH、SOD水平、E⁃cadherin蛋白水平显著升高(P<0.05),而SRI⁃011381组趋势相反,SRI⁃011381减弱了银杏素对ox⁃LDL诱导的HUVEC细胞损伤的抑制作用。结论银杏素可能通过下调TGF⁃β1/Smad信号通路对ox⁃LDL诱导的血管内皮细胞损伤起到改善作用。

基于miR-148a-3p/SMAD2轴探讨当归多糖对高糖诱导RGC凋亡的影响

目的探究当归多糖(APS)对高糖诱导视网膜神经节细胞(RGC)凋亡的影响,及其基于微小RNA-148a-3p/Smad家族成员2(miR-148a-3p/SMAD2)轴的作用机制。方法将分别转染miR-148a-3p模拟物(mimics)、miR-148a-3p抑制剂(inhibitor)及其对照品mimics-NC、miR-NC的RGC,分为对照组(CG)、模型组(MG)、APS低剂量(APS-L)组、APS高剂量(APS-H)组、APS-H+miR-148a-3p对照品组(APS+miR-NC)、APS-H+miR-148a-3p抑制剂组(miR-148a-3p inhibitor),分别以相应的高糖和APS处理,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测miR-148a-3p和SMAD2 mRNA表达水平,检测细胞活力、凋亡情况和氧化应激指标水平,Western Blot法检测SMAD2蛋白表达水平,双荧光素酶实验检测miR-148a-3p和SMAD2的靶向关系。结果(1)miR-148a-3p/SMAD2表达:APS-L组、APS-H组、APS-H+miR-NC组中miR-148a-3p表达水平均高于MG组(t_(APS-L)=6.564、t_(APS-H)=10.542、t_(APS-H+miR-NC)=9.945,均P=0.000),SMAD2 mRNA表达水平低于MG组(t_(APS-L)=4.147,P=0.004;t_(APS-H)=6.464、t_(APS-H+miR-NC)=6.586,均P=0.000);APS-H+miR-148a-3p inhibitor组miR-148a-3p表达水平低于APS-H+miRNC组(t=7.558,P=0.000),SMAD2 mRNA表达高于APS-H+miR-NC组(t=4.513,P=0.001),差异均有统计学意义。(2)细胞活力和凋亡率:APS-L组、APS-H组、APS-H+miR-NC组细胞活力高于MG组(t_(APS-L)=8.105、t_(APS-H)=11.509、t_(APS-H+miR-NC)=11.996,均P=0.000),细胞凋亡率低于MG组(t_(APS-L)=8.729、t_(APS-H)=15.690、t_(APS-H+miR-NC)=14.709,均P=0.000);APS-H+miR-148a-3p inhibitor组细胞活力低于APS-H+miR-NC组(t=10.212,P=0.000),细胞凋亡率高于APS-H+miR-NC组(t=12.247,P=0.000),差异均有统计学意义。(3)氧化应激:APS-L组、APS-H组、APS-H+miR-NC组乳酸脱氢酶(LDH)和丙二醛(MDA)均低于MG组(LDH:t_(APS-L)=11.257、t_(APS-H)=18.770、t_(APS-H+miR-NC)=18.364,均P=0.000;MDA:t_(APS-L)=11.121、t_(APS-H)=17.139、t_(APS-H+miR-NC)=17.768,均P=0.000),超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)均高于MG组(SOD:t_(APS-L)=9.408、t_(APS-H)=14.833、t_(APS-H+miR-NC)=13.240,均P=0.000;GSH:t_(APS-L)=5.616、t_(APS-H)=12.080、t_(APS-H+miR-NC)=12.642,均P=0.000);APS-H+miR-148a-3p inhibitor组LDH和MDA均高于APS-H+miR-NC组(t_(LDH)=15.121、t_(MDA)=14.613,均P=0.000),SOD和GSH均低于APS-H+miR-NC组(tSOD=12.278、tGSH=8.912,均P=0.000),差异均有统计学意义。。(4)凋亡蛋白:APS-L组、APS-H组和APS-H+miR-NC组SMAD2、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和半胱天冬酶-3(Caspase-3)表达低于MG组(SMAD2:t_(APS-L)=4.565、t_(APS-H)=8.042、t_(APS-H+miR-NC)=7.390,均P=0.000;Bax:t_(APS-L)=4.916、t_(APS-H)=8.763、t_(APS-H+miR-NC)=8.336,均P=0.000;Caspase-3:t_(APS-L)=4.214、t_(APS-H)=10.201、t_(APS-H+miR-NC)=9.536,均P=0.000),B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)表达高于MG组(t_(APS-L)=3.713,P=0.001;t_(APS-H)=10.108、t_(APS-H+miR-NC)=10.314,均P=0.000);APS-H+miR-148a-3p inhibitor组SMAD2、Bax、Caspase-3表达均高于APS-H+miR-NC组(t_(SMAD2)=5.651、t_(Bax)=6.840、t_(Caspase-3)=8.205,均P=0.000),Bcl-2表达低于APS-H+miR-NC组(t=9.283,P=0.000),差异均有统计学意义。(5)靶向关系:miR-148a-3p与SMAD2的3'非翻译区存在结合位点。miR-148a-3p mimics和野生型SMAD2共转染组荧光素酶活性低于mimics-NC和野生型SMAD2共转染组,差异有统计学意义(t=12.781,P=0.000)。结论当归多糖可能通过上调miR-148a-3p、下调SMAD2,改善高糖诱导的RGC凋亡和氧化应激损伤。

基于Smad3抑制剂SIS3对兔宫颈粘连程度影响的机制研究

目的:研究信号传导蛋白(Smad3)抑制剂SIS3对宫腔粘连模型兔血清中转化生长因子-β1(TGF-β1)、Smad3表达的影响,为宫腔粘连治疗效果提供理论依据。方法:将18只成年雌性新西兰大白兔随机分为正常组、模型组、SIS3干预组,每组6只。除正常组外,模型组和干预组采用刮宫法建立宫腔粘连模型。造模后干预组每天给予2.5μg/g SIS3注射处理,正常组(开腹未刮宫)和模型组每天给予等体积0.9%氯化钠溶液注射。注射持续14 d后取各组实验兔血清。采用ELISA酶联免疫法检测各组实验兔血清中TGF-β1、Smad3的蛋白表达量。采用实时荧光定量(RT-qPCR)法检测各组实验兔血清中TGF-β1、Smad3的mRNA表达量。结果:与正常组相比,模型组实验兔血清中TGF-β1和Smad3的蛋白及mRNA表达均显著升高(P<0.05);与模型组相比,SIS3干预组实验兔血清中TGF-β1和Smad3的蛋白及mRNA表达显著降低(P<0.05)。此外,TGF-β1蛋白和Smad3蛋白在血清中的表达水平呈显著正相关(R2=0.52),TGF-β1 mRNA和Smad3 mRNA在血清中的表达水平亦呈显著正相关(R2=0.84)。结论:SIS3能抑制宫腔粘连模型兔血清中TGF-β1、Smad3的表达,具有潜在治疗宫腔粘连的作用。

蓬子菜总黄酮基于TGF-β/Smad3和JNK信号通路对动脉硬化内皮细胞的影响研究

目的探讨蓬子菜总黄酮基于转化生长因子-β(TGF-β)/Smad3和c-Jun氨基末端激酶(JNK)信号通路对动脉硬化内皮细胞的影响。方法将24只成年雄兔随机分为正常组、模型组、蓬子菜总黄酮低剂量组、蓬子菜总黄酮高剂量组,每组6只。除正常组外,其余组兔建立下肢动脉硬化闭塞模型。建模成功后,蓬子菜总黄酮低、高剂量组分别给予45 mg/kg、180 mg/kg的蓬子菜总黄酮灌胃,正常组和模型组给予等量生理盐水灌胃。各组兔灌胃2周后处死,取右侧髂股动脉,分离培养内皮细胞。采用Western blot法检测内皮细胞中TGF-β_(1)、Smad3、JNK及磷酸化JNK(p-JNK)蛋白表达情况,分别采用酶联免疫分析法、硝酸还原法、放射免疫法检测内皮细胞中炎症因子[C反应蛋白(CRP)、可溶性细胞间黏附因子-1(sICAM-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)]、一氧化氮(NO)、内皮素-1(ET-1)含量。结果模型组内皮细胞中TGF-β_(1)、Smad3、JNK、p-JNK蛋白表达量及CRP、sICAM-1、TNF-α、IL-1β、ET-1含量均明显高于正常组(P均<0.05),蓬子菜总黄酮各组上述各指标均明显低于模型组(P均<0.05),且蓬子菜总黄酮高剂量组各指标均明显低于蓬子菜总黄酮低剂量组(P均<0.05)。模型组内皮细胞中NO含量明显低于正常组(P<0.05),蓬子菜总黄酮各组NO含量均明显高于模型组(P均<0.05),且蓬子菜总黄酮高剂量组明显高于蓬子菜总黄酮低剂量组(P<0.05)。结论蓬子菜总黄酮可减轻炎症反应,保护血管内皮细胞,抑制平滑肌细胞增殖和细胞凋亡,改善血管内皮功能,机制可能与抑制TGF-β/Smad3和JNK信号通路有关。

活血利水复方对自发性高血压大鼠转化生长因子-β1/SMAD家族蛋白信号通路介导下游结缔组织生长因子及Ⅰ、Ⅲ型胶原表达及血管重塑的影响

目的:基于转化生长因子-β1/SMAD家族蛋白信号通路探讨活血利水中药复方对自发性高血压大鼠血管重塑的保护作用及机制。方法:将自发性高血压大鼠随机分为模型组、卡托普利组、活血利水复方低剂量组、活血利水复方中剂量组、活血利水复方高剂量组,Wistar大鼠作为空白组,每组10只。给予相应药物灌胃,4周后采用酶联免疫吸附试验方法检测血清中C反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6的含量;采用逆转录聚合酶链反应检测大鼠主动脉组织转化生长因子-β1、结缔组织生长因子及Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达,并取冠状动脉组织进行马松三色染色。结果:与空白组比较,模型组血清中C反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6的含量显著升高(P<0.01);与模型组比较,各药物组大鼠干预后血清中C反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6的含量不同程度降低(P<0.01)。其中,卡托普利组和活血利水复方高剂量组上述3项指标表达最低,与其他组的差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);卡托普利组和活血利水复方高剂量组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与空白组比较,模型组大鼠主动脉转化生长因子-β1、结缔组织生长因子及Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,卡托普利组及活血利水复方低剂量组、活血利水复方中剂量组、活血利水复方高剂量组大鼠主动脉组织转化生长因子-β1、结缔组织生长因子及Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达不同程度降低(P<0.05或P<0.01)。结论:活血利水中药复方可通过调控转化生长因子-β1/SMAD家族蛋白信号通路及下游结缔组织生长因子及Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原mRNA表达水平,降低C反应蛋白、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6等炎症因子的表达,抑制炎症反应,从而改善高血压病炎症状态及血管重塑,其机制可能与降低转化生长因子-β1、结缔组织生长因子及Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原蛋白沉积有关。

TGF-β1/Smad信号通路在妊娠期高血压疾病中的表达及其与病情严重程度和不良妊娠结局的关系研究

目的探讨转化生长因子β1(TGF-β1)/Smad信号通路在妊娠期高血压疾病(HDP)患者胎盘中的表达及临床意义。方法回顾性选取2021年2月至2023年2月在新疆医科大学第六附属医院妇产科诊断为HDP的单胎孕妇100例,分为轻度组70例,重度组30例。另选正常单胎妊娠孕妇100名作为对照组。采用免疫组织化学链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结(SP)法检测胎盘中TGF-β1、Smad2和Smad3的表达水平,并统计妊娠结局。利用多因素Logistic回归模型来分析TGF-β1/Smad信号通路主要蛋白与HDP以及不良妊娠结局的独立相关性;应用受试者工作特征(ROC)曲线分析TGF-β1/Smad信号通路主要蛋白对HDP的诊断价值以及对妊娠结局的预测价值。结果重度组胎盘组织中TGF-β1、Smad2和Smad3的表达水平分别为(18.10±3.59)%、(4.69±1.01)%、(3.01±0.53)%,轻度组分别为(12.17±3.28)%、(3.16±0.74)%、(2.18±0.47)%,均高于对照组[(9.96±2.42)%、(2.47±0.68)%、(1.77±0.45)%],且重度组高于轻度组,差异均有统计学意义(P<0.05)。100例HDP患者中,妊娠结局良好者81例,妊娠结局不良者19例。妊娠结局不良者胎盘组织中TGF-β1、Smad2和Smad3的表达水平分别为(18.18±3.53)%、(4.77±1.02)%、(3.15±0.54)%,均高于妊娠结局良好者[(12.96±3.32)%、(3.35±0.69)%、(2.26±0.47)%],差异均有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析显示,TGF-β1、Smad2和Smad3是导致HDP发生的独立危险因素(P<0.05),也是HDP患者不良妊娠结局的独立危险因素(P<0.05)。ROC曲线分析显示,TGF-β1、Smad2、Smad2及三者联合诊断HDP的曲线下面积(AUC)分别为0.823、0.867、0.803、0.966,以三者联合诊断价值最高(敏感度为93.00%,特异度为88.00%);TGF-β1、Smad2、Smad3及三者联合预测HDP患者不良妊娠结局的AUC分别为0.846、0.934、0.820、0.974,以三者联合预测价值最高(敏感度为95.83%,特异度为90.70%)。结论TGF-β1/Smad信号通路参与了HDP的发生与发展,TGF-β1、Smad2和Smad2对诊断HDP及预测HDP患者不良妊娠结局的价值较高,且随着病情的加重,TGF-β1、Smad2和Smad2逐渐升高。

加味补阳还五汤对术后腹腔粘连TGF-β1/Smad3通路和腹膜间皮细胞上皮-间充质转化的影响

目的探讨加味补阳还五汤对术后腹腔粘连转化生长因子β1(transforming growth factor-beta1,TGF-β1)/Smad3通路和腹膜间皮细胞的上皮-间充质转化的影响。方法将108只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、透明质酸钠组、加味补阳还五汤组。模型组、透明质酸钠组及加味补阳还五汤组进行术后腹腔粘连模型造模,透明质酸钠为阳性对照组,在手术造模后,一次性腹腔喷洒1%的透明质酸钠凝胶,0.5mL/kg。加味补阳还五汤组术后第2天开始灌胃,灌胃剂量为19.5g/(kg·d)。分别于术后7、14、28d分批将动物处死,每次每组处死9只大鼠。在损伤部位取材:应用免疫组织化学法观察粘连部位的纤维化通路相关蛋白TGF-β1、Smad3、Smad7的表达情况;以及其下游胶原沉积相关蛋白Ⅰ型胶原(CollagenⅠ,Col-Ⅰ)、Ⅲ型胶原(CollagenⅢ,Col-Ⅲ)的表达情况和上皮-间充质转化(Epithelialmesenchy-maltransition,EMT)相关的蛋白E-钙黏蛋白(E-Cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smoothmuscleactin,α-SMA)的表达情况。结果①不同组别间,术后7、14、28d3个时间节点,TGF-β1/Smad3纤维化通路相关蛋白表达情况:与正常组比较,模型组TGF-β1蛋白表达增多(均为P<0.01);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组TGF-β1蛋白表达减少(均为P<0.05)。与正常组比较,模型组Smad3蛋白表达增多(均为P<0.05);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组Smad3蛋白表达减少(P<0.05)。与正常组比较,模型组Smad7蛋白表达减少(均为P<0.01);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组Smad7蛋白表达增多(均为P<0.05)。②胶原沉积情况:术后7、14、28d3个时间节点,Col-Ⅰ蛋白表达存在差异:与正常组比较,模型组Col-Ⅰ蛋白表达增多(均P<0.01);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组Col-Ⅰ蛋白表达减少(均P<0.01)。与正常组比较,模型组Col-Ⅲ蛋白表达增多(均P<0.01);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组Col-Ⅲ蛋白表达减少(均P<0.01)。③EMT相关指标表达情况:不同组别间,术后7、14、28d3个时间节点,E-Cadherin蛋白表达存在差异:与正常组比较,模型组E-Cadherin蛋白表达减少(均P<0.05);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组E-Cadherin蛋白表达增多(均P<0.05)。与正常组比较,模型组α-SMA蛋白表达增多(均P<0.01);与模型组比较,透明质酸钠组和加味补阳还五汤组α-SMA蛋白表达减少(均P<0.05)。结论加味补阳还五汤防治术后腹腔的机制可能是通过抑制TGF-β1/Smad3通路相关蛋白TGF-β1、Smad3蛋白、促进Smad7蛋白的表达抑制纤维化;促进E-Cadherin蛋白、减少α-SMA蛋白表达,减轻腹膜间皮细胞的EMT,抑制Col-Ⅰ、Col-Ⅲ的表达减少细胞外基质的沉积,从而减轻腹膜粘连。