周期性牵拉与TNF-α对角膜成纤维细胞增殖的影响

利用Flexcell4000柔性基底拉伸系统对角膜成纤维细胞实施应变为5%或15%、频率为0.1Hz的周期性牵拉载荷,用质量浓度为1ng/mL或10ng/mL的肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)处理,并采用流式细胞仪检测细胞周期,研究周期性牵拉与TNF-α对角膜成纤维细胞增殖的影响。结果表明:5%周期性牵拉或TNF-α单独作用对正常及圆锥角膜成纤维细胞S期细胞比例均无显著性影响;15%牵拉使正常及圆锥角膜成纤维细胞S期细胞比例均显著下降;与正常角膜相比,15%牵拉和TNF-α共同作用使圆锥角膜S期细胞比例下降更显著。周期性牵拉及TNF-α可能通过抑制圆锥角膜基质细胞增殖参与圆锥角膜的发生和发展。

周期性机械牵拉通过上调Runx2表达促进MC3T3-E1细胞迁移

目的探究周期性牵拉对小鼠胚胎成骨细胞MC3T3-E1迁移功能的影响及其相关机制。方法使用应变加载系统对体外培养的MC3T3-E1细胞施加15%幅度的牵拉,模拟细胞体内受力情况。使用划痕愈合实验检测MC3T3-E1细胞的迁移功能,使用蛋白免疫印迹法检测Runx2表达情况,使用RNA干扰技术特异性降低Runx2表达量。结果幅度15%、频率1.25 Hz、持续24 h的周期性机械牵拉可以促进MC3T3-E1细胞的迁移,升高细胞内Runx2表达水平。在静态培养条件下,干扰Runx2能抑制MC3T3-E1细胞的迁移。干扰MC3T3-E1细胞中Runx2表达可以部分降低机械牵拉对细胞迁移的促进效应。结论周期性牵拉可以促进MC3T3-E1细胞的迁移,在此过程中Runx2可能发挥重要作用。研究结果为寻找促进骨折愈合的创新临床治疗方法提供实验依据。

周期性牵张椎间盘纤维环细胞肌动蛋白骨架的重排

背景:当椎间盘承受应力时,髓核内部产生的液压使纤维环向外扩张、膨胀,纤维环胶原纤维被拉伸,使纤维环细胞外基质也受到压力的作用。蛋白聚糖是椎间盘中主要的蛋白多糖成分,基质金属蛋白酶2是椎间盘降解细胞外基质的主要酶,金属蛋白酶组织抑制剂是特异性抑制基质金属蛋白酶活性的多功能因子,与基质金属蛋白酶相互调节,保持平衡。目的:探讨周期性牵张在椎间盘纤维环基质代谢中的作用机制。方法:采用Flexcell4000牵张系统对体外培养的大鼠椎间盘纤维环细胞施加牵张应变为2%和10%、频率为1.0 Hz,时间为2 h和12 h的周期性牵张,分别于2 h和12 h卸载并收集细胞和条件培养基分别进行基因和蛋白检测。采用荧光定量PCR检测aggrecan、基质金属蛋白酶2以及组织基质金属蛋白酶抑制剂2 mR NA的表达;采用明胶酶谱法检测基质金属蛋白酶2蛋白活性。结果与结论:(1)2%牵拉对肌动蛋白骨架形成的应力纤维影响不大,10%牵拉则使肌动蛋白骨架发生明显解聚。(2)2%牵拉12 h Aggrecan上调,牵拉2 h基质金属蛋白酶2、组织基质金属蛋白酶抑制剂2上调,二者保持动态平衡,基质金属蛋白酶2活性无显著变化。(3)10%牵拉对Aggrecan无影响。无论牵拉2 h或12 h,均使基质金属蛋白酶2上调,组织基质金属蛋白酶抑制剂2下调,二者失衡,基质金属蛋白酶2活性无显著变化。(4)结果提示周期性牵张可以在基因水平上对纤维环细胞Aggrecan、基质金属蛋白酶2和组织基质金属蛋白酶抑制剂2基因进行调节,通过调节肌动蛋白骨架从而对力学刺激产生响应。

TNF-α和机械牵拉对圆锥角膜成纤维细胞MMP/TIMP及IL-6表达的影响

研究肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)与机械牵拉对圆锥角膜成纤维细胞白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)、基质金属蛋白酶-1,-3(matrix metalloproteinase-1,-3,MMP-1,-3)、组织基质金属蛋白酶抑制剂-1,-2(tissue inhibitors of metalloproteinase-1,-2,TIMP-1,-2)基因表达与蛋白合成的影响。对体外培养的圆锥角膜成纤维细胞进行牵拉幅度12%、频率0.1Hz的周期性牵拉6h,并给予1ng/mL TNF-α处理,采用Real-Time PCR技术检测细胞中IL-6,MMP-1,MMP-3,TIMP-1,TIMP-2mRNA的表达,ELISA方法检测蛋白的含量。TNF-α单独作用可以诱导圆锥角膜成纤维细胞IL-6、MMP-1以及MMP-3的基因表达与蛋白合成(p<0.05),对TIMP-1、TIMP-2的基因表达与蛋白合成无明显影响,提高MMP-1/TIMP-2以及MMP-3/TIMP-2蛋白浓度的比值(p<0.05);机械牵拉单独作用促进IL-6、MMP-1以及MMP-3的基因表达与蛋白合成(p<0.05),下调TIMP-1、TIMP-2的基因表达与蛋白合成(p<0.05),上调MMP/TIMP蛋白浓度的比值(p<0.05);两者联合作用则表现出协同效应(p<0.05).提示TNF-α和机械牵拉可能通过上调IL-6及MMP/TIMP的比例促进圆锥角膜基质降解,加剧角膜组织破坏,导致角膜膨隆的发生发展。

张力负荷状态对膀胱逼尿肌细胞表型及生物力学特性的影响

目的 探讨周期性张力作用下的逼尿肌细胞表型转化与其生物力学特性改变的关系。方法 在特殊的培养皿上分离培养Wistar大鼠膀胱逼尿肌细胞 ,对其施加周期性牵拉后 ,分别采用免疫荧光、氚标胸腺嘧啶核苷掺入实验、流式细胞仪等测定逼尿肌细胞表型标志如SM α actin、细胞增殖状况等 ,评价逼尿肌细胞的表型转化状况 ;利用图像采集及分析系统、微管吸吮技术分别测定单个逼尿肌细胞收缩力及黏弹性 ,反映张力条件下其生物力学特性的改变。 结果 未施加张力组与实验组之间差异显著 ;周期性牵拉导致逼尿肌细胞出现由“收缩型”向“合成型”的表型转化 ,总体上表现为actin表达降低且排列趋于紊乱、细胞增殖活跃 ;功能上出现单细胞收缩力减弱、黏弹性下降。结论 对培养逼尿肌细胞施加周期性张力负荷作用是在细胞水平模拟膀胱出口梗阻的有效方法 ;逼尿肌细胞表型转化正是其生物力学特性发生改变的结构基础。