L-精氨酸对血管钙化大鼠核心结合因子1表达的影响

目的探讨L-精氨酸(L-arginine,L-Arg)对大鼠血管钙化的作用及其机制。方法利用维生素D3、尼古丁制备大鼠血管钙化模型,并将大鼠随机分为6组:对照组(CON)、钙化组(VDN)、L-NAME组(L-NA)、钙化+L-NAME组(VLN)、钙化+低剂量L-Arg组(VLA)、钙化+高剂量L-Arg组(VHA)。常规饲养6周后采集标本,胸主动脉行Von Kossa染色,用原子吸收分光光度法检测大鼠血管组织钙含量、碱性磷酸酶活性及NO含量,western blot技术检测核心结合因子1(core binding factor-1,cbfα1)的表达。结果 VonKossa染色,VDN组明显见到钙化颗粒,并成片状,使用L-Arg干预后钙化颗粒明显减少;VDN组的血管组织钙含量、碱性磷酸酶活性较CON组均明显增加(P<0.05),VLA与VHA组血管组织钙含量、碱性磷酸酶活性均较VDN组明显降低(P<0.05);VDN组血管组织NO含量较CON组明显减少(P<0.05),VLA与VHA组均较VDN组升高(P<0.05);western blot检测表明,VDN组cbfα1表达水平较CON组明显升高(P<0.05),VLA与VHA组较VDN组明显降低(P<0.05)。结论 L-Arg可能通过降低核心结合因子1的表达起到减轻血管钙化的作用。

机械力对核心结合因子-α_1的表达和调控

核心结合因子(Cbf)-α1在骨成型和骨改建过程中起着重要的作用,而机械力则是调控骨改建的一个关键性因素。本文就Cbf-α1的结构、Cbf-α1与骨改建的关系、机械力对Cbf-α1的表达调控等研究进展作一综述。

核心结合因子-α_1和甲状旁腺素相关蛋白在软骨内成骨中的作用

在软骨细胞不断分化并最终肥大化过程中,核心结合因子(Cbf)-α1起到促进软骨细胞肥大的作用,而甲状旁腺素相关蛋白(PTHrP)能通过Cbf-α1依赖性和非依赖性途径来抑制软骨细胞的肥大化。下面就Cbf-α1对软骨细胞产生的作用、PTHrP在软骨内成骨中的作用、PTHrP延缓软骨细胞成熟过程和PTHrP阻止cbf-α1表达的机制等研究进展作一综述。

牙本质基质蛋白-1及其相关蛋白矿化作用的研究进展

牙本质基质蛋白-1(dentin matrix protein 1,DMP-1)是一种高度磷酸化的偏酸性非胶原蛋白,属于小整联蛋白结合配体N端联结糖蛋白家族,在牙本质、骨形成中发挥重要作用。本文就近几年对DMP-1基因结构、相关因子、DMP-1表达的调控及DMP-1在牙本质和骨组织中的作用机制的研究进展作一综述。

转化生长因子β对成骨细胞增殖、BMP-2及Cbfal基因表达的影响

目的:通过转化生长因子β(TGF-β)对体外成骨细胞增殖、骨形态蛋白-2(BMP-2)及核心结合因子1(Cbfal)基因表达的影响,探讨TGF-β对骨代谢影响的可能机制。方法:不同浓度的TGF(0、0.01、100ng/ml)刺激体外培养的大鼠成骨细胞,采用噻唑蓝(MTT)法检测细胞增殖能力,用半定量RT-PCR法检测成骨细胞BMP-2、Cbfal基因的表达。结果:TGF-β可明显促进成骨细胞增殖(P<0.05),并促进成骨细胞BMP-2、Cbfal基因的表达(P<0.01),具有浓度依赖性。结论:TGF-β可促进成骨细胞的增殖、分化及成熟,可能是通过增强BMP-2、Cbfal基因的表达来实现的。

盐酸二甲双胍对成骨细胞增殖、BMP-2及Cbfa-1基因表达的影响

目的初步研究二甲双胍(MF)在体外对小鼠颅盖骨成骨细胞增殖、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)及核心结合因子(Cbfa-1)mRNA表达的影响,探讨二甲双胍对骨代谢的可能作用机制。方法 (1)分离培养原代颅盖骨成骨细胞并对其进行鉴定。(2)以乳鼠成骨细胞为体外实验模型,不同浓度(0、50、100、200、400μmol/L)的MF干预体外培养的成骨细胞24h后,MTT法检测成骨细胞的增殖能力,实时荧光定量PCR法检测成骨细胞BMP-2及Cbfa-1基因表达。结果二甲双胍干预成骨细胞24h后,可促进成骨细胞的增殖,在浓度400μmol/L的OD值最大为0.298±0.047(P<0.05);可促进BMP-2及Cbfa-1mRNA的表达,呈剂量效应关系。结论二甲双胍可促进成骨细胞的增殖和分化,可能通过调节BMP-2及Cbfa-1的表达,从而促进骨的形成。

1α,25-二羟维生素D_3对成骨细胞增殖分化、I型胶原及核心结合因子α-1基因表达的影响

目的研究1α,25-二羟维生素D3[1α,25-(OH)2D3]对体外培育SD大鼠成骨细胞(OB)增殖分化以及核心结合因子α-1(Cbfa-1)、Ⅰ型胶原(ColⅠ)mRNA表达的影响。方法采用胰蛋白酶和胶原酶消化法从24 h内新生SD乳鼠颅盖骨分离得到OB,设置0、1、10、100 nmol/L 1α,25-(OH)2D3干预组,干预24、48、72 h后分别采用噻唑蓝比色法(MTT)检测OB增殖率,采用PNPP法测定碱性磷酸酶(ALP)活性,采用逆转录-聚合酶链反应法检测细胞Cbfa-1和ColⅠmRNA表达。结果在1α,25-(OH)2O3干预24、48 h和72 h后,与0 nmol/L组比较,1 nmol/L组吸光度(A值)均显著增加(P<0.05);1α,25-(OH)2D3干预细胞ALP活性、ColⅠ和Cbfa-1基因mRNA表达呈时间依赖性和剂量依赖性增高,且在24 h、48 h和72 h,100 nmol/L组与0 nmol/L组比较,以上指标差异均显著性增高(P<0.05)。结论低浓度1α,25-(OH)2D3可促进OB增殖和分化;高剂量对OB增殖无明显作用,但可促进OB分化,提高其ALP活性,增强ColⅠ及Cbfa-1基因mRNA表达而影响骨代谢。

力敏感因子对软骨内成骨的调控作用

软骨内成骨是一个复杂有序的生物学过程,依赖于一系列力敏感因子的精确调控,而生物力影响着软骨内成骨中力敏感因子的表达。对软骨细胞施加力学刺激后,印第安刺猬蛋白(IHH)表达增加,细胞增殖加快。IHH通过与甲状旁腺素-甲状旁腺素相关肽(PTHr P)受体形成的负反馈环路协调软骨细胞的增殖、成熟与分化,而IHH在调控软骨细胞增殖分化方面并非是PTHr P依赖性的。核心结合因子-α1不仅在软骨形成中,亦在血管侵入软骨过程中发挥作用,可刺激肥大软骨细胞中的血管内皮生长因子(VEGF)诱导血管侵入,促进软骨内骨化。VEGFA通过刺激内皮细胞的增殖和迁徙增加血管的通透性,而肥大软骨细胞基质降解、血管侵入是软骨内成骨的关键。VEGF在软骨内成骨过程中协调着软骨细胞增殖、破骨细胞功能、细胞外基质改建、血管增生和骨形成间的关系。生物力影响着软骨内成骨力敏感因子的表达,进而影响着软骨内成骨进程,理解其中的分子机制将有利于骨形成和骨修复研究。

runx-2基因与牙发育

runx-2基因在牙的发育过程中发挥重要调控作用。下面就runx-2基因的结构特征及其在牙胚细胞的分化、牙体组织的形成和牙髓干细胞定向分化中所起作用作一综述。

miR-205促进hASCs细胞系向软骨细胞方向分化的作用及机制研究

目的探讨微小RNA(miR)-205通过调控核心结合因子α-1(Cbfα-1)表达促进人脂肪干细胞(hASCs)细胞系向软骨细胞方向分化的作用及机制。方法慢病毒转染法将Lenti-miR-205、Lenti-control慢病毒液分别转染至hASCs细胞,命名为miR-205过表达组、miR-NC组,另取未处理细胞为对照组;RT-qPCR法检测转染后miR-205基因表达量,MTT比色法检测细胞增殖;用甲苯胺蓝染色、免疫细胞染色及免疫荧光染色观察转染后第3代hASCs细胞诱导分化情况,RT-qPCR、Western blot法检测诱导分化2周后各组Cbfα-1、Smad3、TGF-β1、ColⅡmRNA和蛋白表达。结果转染后miR-205过表达组miR-205基因相对表达量高于miR-NC组和对照组(P<0.001)。miR-205过表达组转染后hASCs细胞培养3、7 d MTT试验吸光度(A)值高于对照组和miR-NC组(P<0.05)。诱导分化2周后,甲苯胺蓝染色显示,miR-205过表达组细胞染色呈强阳性深蓝染色,对照组和miR-NC组为微弱浅蓝色;免疫细胞化学染色显示,miR-205过表达组细胞及胞外基质强阳性棕黄染色,对照组和miR-NC组为弱阳性淡黄染色;免疫荧光染色显示,miR-205过表达组红色荧光强度较强,对照组和miR-NC组红色荧光强度较暗淡。miR-205过表达组诱导分化后Cbfα-1 mRNA和蛋白相对表达量低于对照组和miR-NC组,Smad3、TGF-β1、ColⅡmRNA和蛋白相对表达量高于对照组和miR-NC组(P<0.05)。结论miR-205过表达可促进hASCs细胞增殖、促进细胞向软骨细胞方向分化,可能通过抑制Cbfα-1、激活TGF-β1/Smad3信号通路发挥调控作用。

骨形成蛋白调控成骨分化的信号机制

骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)能诱导成骨细胞和软骨细胞的分化成熟,并能在体内诱导异位成骨。BMPs与骨形成蛋白受体BMPR结合,通过Smads和p38 MAPKs途径进行信号转导,并通过下游转录因子Cbfa1、Osterix、Dlx等与相应的成骨细胞特异蛋白碱性磷酸酶、骨钙素、OPN等基因启动子连接,促进细胞向成骨方向分化。另外,还通过转录因子CIZ、AJ18等对成骨进行负调控,维持胚胎发育正常,保持骨量平衡。由于BMPs在骨修复中的重要作用,现已成为基因治疗用于骨缺损的一个研究热点。

川续断皂苷Ⅵ诱导大鼠骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化的研究

目的探讨川续断皂苷Ⅵ(akebia saponin D)对大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)定向诱导分化为成骨细胞的影响。方法用密度梯度离心结合贴壁培养法分离纯化大鼠骨髓MSCs,选择合适的培养基,传代扩增。采用不同浓度的川续断皂苷Ⅵ对大鼠MSCs定向诱导分化,MTT法观察各组对MSCs的增殖作用并绘制细胞生长曲线;观察MSCs诱导分化过程中成骨细胞内碱性磷酸酶(alkaliphosphatase,ALP)活性;采用ELISA法检测MSCs诱导分化过程中骨钙素(Osteo-calcin,OC)的含量;RT-PCR方法检测MSCs诱导分化过程中核心结合因子α-1(Cbfα1)mRNA表达。结果细胞生长曲线显示各组MSCs数量均随时间延长而增加,中、高浓度的川续断皂苷Ⅵ能明显提高MSCs分化为成骨细胞的ALP活性和骨钙素的含量,且使Cbfα1 mRNA的表达升高。结论川续断皂苷Ⅵ具有促进大鼠体外MSCs向成骨细胞增殖和分化的作用,这一作用可能与其升高Cbfα1 mRNA的表达有关。

高糖刺激血管平滑肌细胞表达cbfα-1和OC的实验研究

目的研究高糖在刺激大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞(VSMC)转分化过程中对相关骨基质蛋白如核心结合因子α-1(cbfα-1)和骨钙素(OC)表达的影响,并探讨高糖在诱导血管钙化发生过程中可能的作用机制。方法原代培养VSMC,分为正常糖浓度组(5 mmol/L D-葡萄糖)、高糖组(25 mmol/L D-葡萄糖)和甘露醇组(5mmol/L D-葡萄糖+25 mmol/L甘露醇),在不同时间点检测各组VSMC的钙沉积指标;茜素红染色了解各组VSMC钙化程度;实时荧光定量PCR法和免疫印迹法检测各组cbfα-1和OC的mRMA水平和蛋白表达变化;碱性磷酸酶活性检测试剂盒检测碱性磷酸酶(ALP)的活性。免疫组化检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)水平。结果与正常糖浓度和甘露醇对照组相比较,高糖组VSMC钙沉积和钙化染色均明显增强,cbfα-1和OC的mRNA和蛋白表达均升高(P<0.05),α-SMA蛋白表达下降(P<0.05),均呈时间依赖性。高糖刺激后VSMC的ALP的活性比对照组增加了近2倍。结论高糖介导的平滑肌细胞钙化可能与高糖促进VSMC分泌骨基质蛋白cbfα-1和OC水平增加有关;高糖在促进VSMC钙化同时,使VSMC的α-SMA表达水平降低,促进其向成骨样细胞转分化。

曲古抑菌素对骨髓间充质干细胞特化干预的体外研究

目的探讨曲古抑菌素(trichostatin A,TSA)对大鼠骨髓间充质干细胞(marrow mesenchymal stem cells,MSCs)特化为成骨细胞的影响。方法采用全骨髓贴壁法体外分离、培养、纯化大鼠MSCs,进行形态学观察;选择第3代MSCs定向诱导分化为成骨细胞,根据给药浓度不同分为TSA低剂量组(0.1μmol/L)、中剂量组(1μmol/L)、高剂量组(10μmol/L),同时设立空白对照组。MTT法观察各组对MSCs的增殖作用并绘制细胞生长曲线,检测TSA对MSCs诱导分化为成骨细胞过程中碱性磷酸酶(alkaliphosphatase,ALP)活性的影响;RT-PCR法检测TSA对核心结合因子α-1(corebinding factorα1,Cbfα1)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,b FGF)、胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factors-1,IGF-1)mRNA表达水平的影响。结果 MSCs生长曲线的测定结果显示,各组细胞生长曲线趋势相似,与对照组相比,TSA低剂量组的生长曲线没有显著性变化,TSA中剂量及高剂量均显著促进MSCs增殖(P<0.05)。与对照组相比,TSA低剂量组、中剂量组、高剂量组对MSCs诱导分化为成骨细胞过程中的第4、5、6 E均可显著提高ALP活性(P<0.05)。与空白组相比,TSA各剂量组可以显著提高Cbfα1、b FGF、IGF-1mRNA表达水平(P<0.05)。结论TSA可显著促进大鼠骨髓间充质干细胞特化为成骨细胞,可能是通过上调Cbfα1、b FGF、IGF-1基因的表达水平实现。