骨桥蛋白与力学信号传导研究进展

骨桥蛋白是一种与细胞粘附、迁移密切相关的磷酸化糖蛋白,其生理功能在免疫、癌症和骨相关研究中被广泛报道。近年的研究提示,骨桥蛋白同样是一种对力学刺激敏感的蛋白,且参与了细胞力学信号传导。本文综述了不同力学刺激方式对骨桥蛋白所产生的影响,其中可能的调控途径以及骨桥蛋白在力学信号传导过程中所起的作用。

ERK及STAT3在机械力刺激肺泡上皮A549细胞信号传导中的作用

目的研究机械张应力对肺泡上皮A549细胞MAPK信号通路蛋白ERK和JAK/STAT通路蛋白STAT3丝氨酸位点磷酸化水平表达的影响。方法利用自制四点弯曲加力装置对A549细胞进行大小为3000μstrain的张应力刺激,收集不同时间点(30min,1h,2h,4h)的细胞总蛋白,用Western blot的方法检测磷酸化STAT3和ERK蛋白水平的变化。设未予机械力刺激的A549细胞为对照组。结果①用3000μstrain的张应力刺激A549细胞后,p-ERK表达从1h开始增加,和对照组相比差异有统计学意义(P<0.01)。②用3000μstrain的张应力刺激A549细胞后,p-STAT3(Ser)表达随时间增加,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.01)。结论MAPK家族中的ERK和STAT家族中的STAT3可能参与了机械力刺激肺泡上皮细胞的信号传导。

细胞协同迁移过程中的力学通讯

目前越来越多的研究表明,细胞外三维微环境对于细胞的迁移、增殖、分化等基础生理行为的影响至关重要。除了微环境中的各种生化分子,细胞所附着的细胞外基质的各项物理特性,也对细胞行为有着关键的调控作用。为了模拟以及更好的探索细胞外基质等三维微环境对于细胞迁移行为的影响,以及细胞间如何通过胞外基质进行力学信号传导通讯。

基于力生长因子的力生物学骨重建模型

背景:力学信号传导是应力与生长关系中研究热点。力生长因子是一种应力敏感因子,力学刺激作用下在成骨细胞中表达,与应力作用对骨代谢的调控有类似的效应。目的:探讨骨重建过程中力学信号的传导,在细胞分子水平揭示应力与生长的关系。方法:建立力生长因子与力学激励关系控制方程、力生长因子对成骨细胞和破骨细胞调控作用控制方程、力生长因子对RANK-RANKL-OPG信号轴调控作用控制方程,进而建立以力生长因子作为介导的骨重建力生物学数学模型,并应用该模型进行了力学刺激下骨重建过程的模拟。结果与结论:(1)废用时,成骨细胞/破骨细胞比值降低,骨平衡为负,骨量减少,骨体积分数降低;(2)过载时,成骨细胞/破骨细胞比值升高,骨平衡为正,骨量增加,骨体积分数增加。模拟结果符合Frost力学调控系统理论;(3)结论:以力生长因子作为力生物学信号的传导的介导,提出力生物学骨重建数学模型,实现了骨重建过程中力生物学信号的转导。

应力刺激在植物细胞防卫反应中的作用

在病原菌与植物初步接触并企图定植期间,有一系列的识别活动,其中包括物理学和生化识别等.二者的相互关系,将直接影响以后的侵染.在病原真菌侵染过程中,不仅对植物细胞有一个酶解的过程,还有一个物理挤压的过程.后者的应力刺激几乎总是能够引起细胞壁相关的防卫反应,诸如细胞外超氧化物的产生和胼胝质的沉积等.化学信号和力学信号诱导的有机结合才能引发完整的细胞防卫反应.和哺乳动物细胞相似,植物细胞对于力学信号的感知和传导依赖于细胞壁和细胞膜之间的粘附,该粘附是由包含RGD(Arg-G ly-Asp)序列多肽特异介导的,并且该粘附为植物细胞壁相关防卫基因表达所必需.

毫针针刺对SD大鼠腧穴筋膜组织CSK、ATP和PCNA影响

目的研究毫针针刺对腧穴筋膜组织细胞骨架(CSK)的调节作用及其对三磷酸腺苷(ATP)含量、增殖细胞核抗原(PCNA)表达的影响,为针刺作用原理提供新的实验证据。方法将16只SPF级SD大鼠,随机均分为空白组(n=8)和针刺组(n=8),针刺组针刺中脘穴,捻转行针(60±3)次/min,共5 min,留针10 min,共操作3轮后出针,1次/d,连续3 d。术毕剪取以大鼠中脘穴的穴点为圆心、直径约0.5 cm区域的筋膜组织块。采用免疫组织化学法检测CSK微丝(actin)、中间丝(vimentin)、微管(tubulin)和PCNA的差异变化,应用ELISA法检测组织中ATP的含量差异。结果针刺组的CSK微丝、微管表达的平均光密度(Mean density,MD)均低于空白组(P<0.01);两组中间丝的表达比较,差异无统计学意义(P>0.05);针刺组腧穴组织ATP含量及PCNA阳性细胞计数率均高于空白组(P<0.01)。结论毫针针刺可能通过细胞骨架通路,增强腧穴组织能量代谢和细胞活力,进而激发针刺治疗作用,是现代针灸医学研究的机理之一。