神经生长因子促进兔骨髓间充质干细胞软骨分化并抑制肥大分化

背景:神经生长因子是一种诱导神经生长的蛋白质,能调节间充质干细胞的增殖、分化等生物学行为。目的:探讨神经生长因子对骨髓间充质干细胞成软骨分化的促进作用。方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,将神经生长因子通过慢病毒转染的方式转染到骨髓间充质干细胞,以转染空载病毒为对照,CCK-8法、细胞划痕实验、茜素红染色、Western blot检测神经生长因子对骨髓间充质干细胞增殖、迁移、肥大分化、成软骨分化的影响。为进一步探讨神经生长因子对骨髓间充质干细胞成软骨分化的促进作用,转染空载病毒和转染神经生长因子的骨髓间充质干细胞分别加入白细胞介素1β诱导培养14 d,Western blot检测成软骨分化、肥大分化相关蛋白的表达。结果与结论:(1)CCK-8检测结果表明神经生长因子对骨髓间充质干细胞增殖没有明显影响;(2)与对照组相比,过表达神经生长因子后细胞迁移能力增强,成软骨相关蛋白Ⅱ型胶原、SOX9的表达上调(P<0.05),肥大相关蛋白Ⅹ型胶原、RUNX2的表达下调(P<0.05);(3)与空载病毒+白细胞介素1β组相比,过表达神经生长因子+白细胞介素1β组成软骨相关蛋白Ⅱ型胶原、SOX9的表达上调(P<0.05),肥大相关蛋白Ⅹ型胶原、RUNX2的表达下调(P<0.05);(4)结果表明,神经生长因子可促进骨髓间充质干细胞成软骨分化。

基于IHH-Gli信号通路探讨龟鹿二仙胶含药血清调控大鼠膝关节软骨细胞肥大分化作用机制

目的基于IHH-Gli信号通路探讨龟鹿二仙胶含药血清对大鼠膝关节软骨细胞肥大分化的调控机制。方法取4周龄SPF级SD大鼠膝关节软骨细胞进行传代培养,将第三代生长良好的软骨细胞,设为空白组;采用含10 ng/mL IL-1β的10%FBS/DMEM培养上述第三代软骨细胞12 h后制备大鼠膝关节肥大软骨细胞模型,模型鉴定成功后随机分为模型组、龟鹿组、抑制剂组。空白组、模型组均采用含10%大鼠空白血清DMEM进行培养,龟鹿组和抑制剂组分别采用含10%龟鹿二仙胶大鼠含药血清和含10 nmol/L环巴胺的10%大鼠空白血清DMEM进行培养。培养72 h后在光镜下观察4组软骨细胞形态变化,qRT-PCR法检测4组印度刺猬(IHH)、膜受体Smoothened(Smo)、胶质细胞瘤转录因子(Gli)、Runt相关转录因子2(Runx2)、X型胶原α1(Col10A1)、基质金属蛋白酶13(MMP-13)mRNA相对表达水平,采用Western blot检测等4组IHH、Smo、Gli蛋白表达量。结果与空白组比较,模型组细胞不规则形态增加,细胞间隙变大、数量变少,细胞碎片、悬浮死细胞增多;与模型组比较,龟鹿组、抑制剂组细胞不规则形态减少,细胞间隙变小、数量增多,细胞碎片、悬浮死细胞减少。与空白组比较,模型组、龟鹿组和抑制剂组IHH、Smo、Gli、Runx2、Col10A1、MMP-13 mRNA相对表达水平及IHH、Smo、Gli蛋白表达量均有一定程度提高(P均<0.05);与模型组比较,龟鹿组和抑制剂组IHH、Smo、Gli、Runx2、Col10A1、MMP-13 mRNA相对表达水平及IHH、Smo、Gli蛋白表达量均显著下调(P均<0.05)。结论龟鹿二仙胶含药血清可调节大鼠膝关节肥大软骨细胞的分解合成平衡,改善肥大软骨细胞的失稳态环境,其调控机制可能与IHH-Gli信号通路相关。

腺病毒介导RNA干扰抑制核心结合因子α1表达阻断软骨细胞的肥大分化

背景:软骨细胞肥大分化是软骨内骨化启动的标志,也是软骨内骨化必不可少的步骤,它是一种级联反应,一旦启动就很难阻断,最终结果是形成骨骼结构。RNA干扰技术是一种转录后水平的基因沉默,相关研究显示采用RNA干扰技术阻断核心结合因子α1表达能够有效地抑制异位骨化形成。目的:利用RNA干扰技术抑制核心结合因子α1表达,从而阻断大鼠软骨细胞肥大分化。方法:构建沉默SD大鼠核心结合因子基因的腺病毒Ad-Cbfa1-si RNA。利用维甲酸及白细胞介素1α促进软骨细胞肥大分化,观察Ad-Cbfa1-si RNA对核心结合因子α1表达的抑制作用。利用核心结合因子α1免疫组化方法比较各组核心结合因子α1的表达从而分析软骨细胞的肥大分化情况。结果与结论:经维甲酸和白细胞介素1α诱导后,阴性对照病毒组软骨细胞出现肥大分化,核心结合因子α1的表达呈阳性反应;Ad-Cbfa1-si RNA组软骨细胞中未见核心结合因子α1明显表达。提示利用RNA干扰技术能够明显抑制核心结合因子α1的表达,从而阻断软骨细胞的肥大分化。

腺病毒介导的RNAi抑制Cbfa1表达阻断软骨细胞肥大分化的实验研究

目的:探讨利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术来抑制核心结合因子(core binding factor α1,Cbfa1)表达,从而阻断软骨细胞肥大分化目的。方法:构建沉默SD大鼠核心结合因子基因的腺病毒(Ad-Cbfa1-siRNA)。利用维甲酸及IL-1α促进软骨细胞肥大分化,研究Ad-Cbfa1-siRNA对Cbfa1表达的抑制作用。利用Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原免疫组化的方法以及RT-PCR比较各组之间Cbfa1的表达情况来分析软骨细胞的肥大分化情况。结果:结果显示,软骨细胞经维甲酸和IL-1α诱导后,Cbfa1的表达量明显增加,经统计学分析,P<0.05,具有统计学意义。阴性对照病毒组Cbfa1的表达量明显高于Ad-Cbfa1-siRNA组,经统计学分析,P<0.05,具有统计学意义。结论:利用RNAi技术能够明显的抑制Cbfa1的表达,从而阻断软骨细胞的肥大分化。

Runx2缺失对小鼠颞下颌关节髁突软骨细胞肥大分化以及生物力学性能的影响

目的:研究Runt相关转录因子-2(Runx2)缺失对小鼠颞下颌关节(TMJ)髁突软骨细胞的肥大分化及其生物力学性能的影响。方法:创建Runx2^(Agc1CreER)条件性敲除小鼠及其同窝对照小鼠(Cre^(-))模型。采用组织学切片观察、免疫组化染色以及纳米弹性模量检测方法,比较两组小鼠髁突软骨细胞分化及生物力学特性的差异。结果:Runx2敲除导致软骨肥大层丧失以及软骨基质生成减少,髁突软骨中ColX、IHH、PCNA表达显著降低。Runx2^(Agc1CreER)组和Cre^(-)组小鼠髁突软骨纳米弹性模量(MPa)分别为0.0898和0.7620(P<0.05)。结论:Runx2缺失干扰出生后小鼠TMJ髁突软骨细胞肥大分化过程,影响髁突软骨的力学性能。

组蛋白去乙酰化酶4调节软骨细胞肥大分化机制的研究进展

组蛋白去乙酰化酶4(HDAC4)是Ⅱa类去乙酰化酶的一员,特异性分布于骨骼肌、心肌、神经系统、血管系统、骨、软骨及肝脏等组织中,不仅可去乙酰化组蛋白,使染色质凝集,抑制基因转录,还可与多种非组蛋白结合,调节靶蛋白转录活性,在细胞增殖、分化、凋亡、代谢等过程中均发挥了重要作用。近年来研究结果显示HDAC4是调节软骨细胞肥大分化的重要因子,其不仅在软骨生长发育过程中发挥重要作用,与骨关节炎发病过程也密切相关,因此本文对HDAC4调节软骨细胞肥大分化机制的相关研究进行综述的同时,也对其发挥功能的结构基础、调节机制进行了深入分析,这不仅有助于深入了解软骨生长发育过程,也将为骨关节炎的治疗提供新方向。

SMAD3介导TGF-β1刺激软骨细胞增殖和抑制软骨细胞肥大性分化(英文)

为研究TGF β1 SMAD3信号对小鼠软骨细胞增殖和分化的影响 ,分离了野生型与Smad3基因剔除 (Smad3ex8 ex8)突变纯合子小鼠肋骨软骨细胞并进行了体外培养 .通过3 H TdR参入实验检测了体外培养软骨细胞的增殖能力 .TGF β1可以刺激野生型软骨细胞的增殖 ,Smad3基因缺失导致小鼠软骨细胞丧失对TGF β1刺激生长作用的应答 .Northern杂交显示 ,TGF β1促进野生型小鼠软骨细胞表达Ⅱ型胶原 ,而Smad3基因缺失突变纯合子软骨细胞大量表达肥大性软骨细胞的分子标记物X型胶原 .结果表明 ,SMAD3介导转化生长因子TGF

利用寡核苷酸芯片分析Smad3基因敲除小鼠关节软骨细胞基因表达谱的改变(英文)

此前发现 Smad3 基因敲除小鼠(Smad3ex8/ex8)的关节软骨细胞异常肥大分化,出现类似于人类骨关节炎的表型。为了进一步明确转化生长因子-β(TGF-β)/Smad3 信号通过调节哪些靶基因的表达来抑制关节软骨细胞的肥大分化,以及研究骨关节炎发病的分子机制,利用寡核苷酸芯片技术分析了 5 日龄 Smad3 基因敲除小鼠与野生型对照小鼠关节软骨细胞基因表达谱的改变。通过对差异表达基因的分析,发现在 Smad3 基因敲除小鼠软骨细胞中骨形态发生蛋白(BMP)与 TGF-β/细胞分裂周期基因 42(Cdc42)信号通路活性增强。此外,还发现其他信号通路,如生长激素(growth hormone)/胰岛素样生长因子 1(Igf1)以及成纤维细胞生长因子(Fgf)信号通路相关基因表达的改变。值得注意的是,还发现了 Smad3 基因敲除小鼠软骨细胞中蛋白合成与电子传递链相关基因的表达水平普遍上调,这意味着蛋白质合成速率的加快与细胞有氧呼吸的增强可能与关节软骨细胞的肥大分化和骨关节炎的发生相关。