吡非尼酮对慢性阻塞性肺疾病合并肺间质纤维化大鼠肺组织BMP7/Smad1/5通路的影响

目的探究吡非尼酮对慢性阻塞性肺疾病合并肺间质纤维化(COPD-PIF)大鼠肺组织骨形态发生蛋白(BMP)7/Smad1/5通路的影响。方法将所购买的SD大鼠以每组15只分为对照组、COPD-PIF组、低剂量组(50 mg/kg吡非尼酮)、中剂量组(100 mg/kg吡非尼酮)、高剂量组(200 mg/kg吡非尼酮);采用烟熏法联合脂多糖(LPS)构建COPD-PIF模型;造模结束后低、中、高剂量组每天分别灌胃相应浓度药物,对照组、COPD-PIF组灌胃等量生理盐水,为时2 w,观察大鼠一般情况;检测大鼠肺功能情况;苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠肺组织病理学程度;Masson染色观察大鼠肺组织纤维化程度;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测大鼠肺组织中炎症因子及层黏连蛋白(LN)、透明质酸(HA)水平;碱水解法检测大鼠肺组织羟脯氨酸(HYP)含量;Western印迹检测肺组织BMP7/Smad1/5通路蛋白表达。结果COPD-PIF组皮毛暗淡无光泽,出现哮喘、呼吸急促困难、气喘等症状;与COPD-PIF组相比,低、中及高剂量组上述症状均得到不同程度减轻;与对照组相比,COPD-PIF组呼气峰流速(PEF)、用力肺活量(FVC)、第0.1秒用力呼气容积(FEV0.1)、BMP7及p-Smad1/5/Smad1/5水平显著降低,肺组织病理学程度、纤维化程度、白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-8、HA、LN及HYP水平显著增加(P<0.05);与COPD-PIF组相比,低、中、高剂量组PEF、FVC、FEV0.1值、BMP7及p-Smad1/5/Smad1/5水平显著增加,肺组织病理学程度、纤维化程度、IL-1β、TNF-α、IL-8、HA、LN及HYP水平显著降低(P<0.05),且呈一定剂量依赖。结论吡非尼酮可抑制COPD-PIF大鼠肺组织损伤及纤维化程度,促进BMP7/Smad1/5信号通路激活,对疾病具有治疗作用。

Lnc-FOXD3-AS1通过激活SMAD1/5/8促进缺铁性贫血大鼠体内Hepcidin表达

目的:探讨长链非编码RNA FOXD3-AS1(lnc-FOXD3-AS1)对缺铁性贫血(IDA)大鼠模型Hepcidin表达调控作用。方法:无特定病原级(SD大鼠)接受反复放血和饲喂低铁饲料诱导IDA模型。将大鼠分为对照组、IDA组、IDA大鼠经lnc-FOXD3-AS1过表达治疗组(pcDNA-FOXD3-AS1+IDA组)、IDA大鼠经过表达空载体治疗组(pcDNA-null+IDA组)、IDA大鼠经pcDNA-FOXD3-AS1联合Smad1/5/8的激活抑制剂Compound C治疗组(pcDNA-FOXD3-AS1+Compound C+IDA组),每组n=8。试剂盒法检测各组大鼠血液中铁含量,用qRT-PCR法检测肝脏组织和血清中lnc-FOXD3-AS1的表达,western blot和ELISA法检测大鼠肝脏组织和血清Hepcidin以及SMAD1/5/8蛋白的表达和激活。结果:IDA组的大鼠IDA模型诱导成功。与对照组比,IDA组中大鼠肝脏组织和血清中铁含量维持在缺铁状态(均P<0.05),且Hepcidin、lnc-FOXD3-AS1和SMAD1/5/8的表达水平都显著降低(均P<0.05),另外SMAD1/5/8的磷酸化水平明显降低(P<0.05)。与pcDNA-null+IDA组比,pcDNA-FOXD3-AS1+IDA组的肝脏组织和血清中铁含量明显增加(均P<0.05),且Hepcidin、lnc-FOXD3-AS1和SMAD1/5/8的表达水平都显著升高(均P<0.05),另外SMAD1/5/8的磷酸化水平明显升高(P<0.05)。与pcDNA-FOXD3-AS1+IDA组比,pcDNA-FOXD3-AS1+Compound C+IDA组的肝脏组织和血清中铁含量明显减少(均P<0.05),且Hepcidin和和SMAD1/5/8的表达水平都显著降低(均P<0.05)。结论:lnc-FOXD3-AS1在IDA大鼠体内低表达,其通过激活SMAD1/5/8信号促进IDA大鼠体内Hepcidin的表达。本研究对于更深入地理解IDA发生的生物学网络机制具有重要意义。

益肾填精中药对骨质疏松症模型大鼠的骨组织中Smad1/5的表达影响

目的通过观察去卵巢骨质疏松症模型大鼠股骨中Smadl／5在细胞中的表达，探索肾虚骨质疏松症的发病机理。方法实验采用切除大鼠双侧卵巢的方法复制骨质疏松症模型，同时应用益肾填精作用的纳米钙补肾中药低、高剂量组，对模型大鼠给药干预12周，用骨疏康颗粒剂、盖天力作为阳性对照组，以及正常对照组、假手术对照组和模型空白组，并与补脾中药补中益气汤作比较；应用双能x线骨密度仪检测离体股骨的骨密度；HE染色光镜下观察股骨形态；免疫组化SABC法检测股骨中的Smadl／5蛋白活性表达。结果与正常组比较，模空组大鼠股骨头的骨密度显著降低，P〈0．01；与模空组比较，用药12周之后各用药组均可提高模型大鼠股骨的骨密度值；HE染色光镜下观察各组大鼠右侧股骨头病理切片，模空组骨髓腔增大，骨小梁断裂，各用药组可见骨髓腔较小，形态结构较完整；与正常组相比较，模空组Smadl／5阳性表达显著下降，P〈0．01；用药12周后，与模空组相比较，各用药组均可上调其表达情况，P〈0．01。结论骨组织中Smadl／5阳性表达降低可能是骨质疏松症发生的机制之一，纳米钙补肾填精中药可能通过改善和调控股骨中Smadl／5的表达，而起到防治肾虚骨质疏松症的作用。

补肾中药血清对成骨细胞中Smad1/5信号转导蛋白活性的影响

目的研究补肾中药血清对离体SD大鼠成骨细胞中Smad1/5活性的变化。方法采用多次胶原酶消化法获取新生SD大鼠颅盖骨中的成骨细胞进行体外培养,并应用Gomori改良钙钴法对其进行碱性磷酸酶表达的鉴定;随机将实验用大鼠分为正常组、补肾中药组(补肾组)、骨疏康颗粒对照组(骨疏康组)、补中益气颗粒对照组(补脾组);对实验大鼠给药干预8d后,通过血清药理学的方法使用各组大鼠血清培养成骨细胞48h;应用免疫组化SABC方法检测成骨细胞中Smad1/5的活性表达。结果补肾中药血清作用于体外培养的成骨细胞48h后对于成骨细胞的增殖具有明显的促进作用,其效果优于正常组(P<0.01);成骨细胞中Smad1/5的活性表达,与正常组相比有所降低。结论成骨细胞中存在Smad1/5的表达,表明Smad1/5可能有促进成骨细胞分化、增殖的功能,对成骨细胞保持自身功能、维持骨密度的作用上发挥重要的作用。②具有益肾填精壮骨的补肾中药可以影响Smad1/5在成骨细胞中的表达,对于促进和维持成骨细胞的特性及功能具有重要作用,这可能是防治骨质疏松症的机理之一。

丹芍化纤胶囊通过上调ALK2、p-Smad1/5/8改善四氯化碳所致大鼠肝纤维化

目的观察丹芍化纤胶囊(DSHX)对四氯化碳(CCl4)所致肝纤维化大鼠肝脏骨形态发生蛋白Ⅰ型受体(BMPR-Ⅰ)中的激活素受体样激酶2(ALK2)、磷酸化Smad1/5/8(p-Smad1/5/8)与DNA结合(分化)抑制因子2(Id2)表达的影响,探讨该药治疗肝纤维化的可能机制。方法雄性Wistar大鼠50只分为对照组(A组)、肝纤维化模型组(B组)、自然恢复组(C组)、DSHX低剂量治疗组(D组)、DSHX高剂量治疗组(E),每组10只。除A组外,其余各组用CCl4复合因素复制大鼠肝纤维化模型,共8周。D、E组分别用0.5、1.0g/kg DSHX灌胃8周,1次/日。实验结束后分别采用酶联免疫吸附试验测定大鼠肝匀浆透明质酸(HA)、羟脯氨酸(Hyp)水平,Masson染色法观察肝组织内胶原纤维沉积程度,实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)检测肝组织ALK2、Id2mRNA水平,蛋白质印迹法(Western blotting)分析肝组织ALK2、Id2及p-Smad1/5/8蛋白的表达。结果 B组肝匀浆HA、Hyp水平高于A组(P<0.01),肝组织ALK2、Id2mRNA和蛋白的表达及p-Smad1/5/8蛋白表达均低于A组(P<0.01);D、E组大鼠肝纤维化程度较B组和C组明显改善,肝匀浆HA、Hyp水平均低于B组和C组(P<0.01),肝组织ALK2mRNA和蛋白及p-Smad1/5/8蛋白表达均高于B组和C组(P<0.01),肝组织Id2mRNA的表达高于B组和C组(P<0.01),但Id2蛋白表达与B组、C组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 DSHX对大鼠肝纤维化的治疗作用机制可能与上调ALK2、p-Smad1/5/8的表达有关。

辛伐他汀对去卵巢骨质疏松大鼠骨组织BMP-2及信号转导蛋白Smad1/5表达的影响

目的:研究辛伐他汀对去卵巢(OVX)骨质疏松大鼠骨形成蛋白BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5表达的调节,探讨BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5在骨质疏松发病机制中的作用机制及辛伐他汀对其调节作用。方法:54只3个月龄雌性SD大鼠,随机分成3组,实验组、对照组、模型组,每组18只。适应性喂养1周后进行手术,术后8周开始给药,实验组给予辛伐他汀5 mg/(kg.d)灌胃,其余2组用等量生理盐水灌胃。用药后第4周每组随机处死半数大鼠,12周后处死剩余大鼠,分离胫骨,免疫组化检测胫骨干骺端BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5的表达。结果:①用药4周,大鼠胫骨干骺端BMP-2表达:实验组、对照组较模型组增加(P<0.05或P<0.01);②用药12周,大鼠胫骨干骺端BMP-2表达、Smad1/5表达:实验组、对照组较模型组增加(P<0.05或P<0.01);③用药12周较4周,实验组Smad1/5表达明显增加(P<0.01)。结论:BMP-2及信号转导蛋白Smad1/5表达水平的下调可能是原发性骨质疏松发生的重要机制,辛伐他汀能上调BMP-2的表达,长期用药能促进信号转导蛋白Smads1/5的表达,可能与其防治绝经后骨质疏松症的作用机制有关。

文蛤Smad1/5基因克隆、时空表达及生长相关SNP位点筛查

为探讨Smad1/5基因在贝类生长发育中的调控作用,利用RACE技术克隆获得文蛤Smad1/5(MmSmad1/5)基因的c DNA全长序列,对其生物信息学、不同组织和不同发育时期时空表达特征进行分析,并利用直接测序法分析了外显子区域SNP位点与生长性状的相关性。结果表明:Mm-Smad1/5的c DNA全长序列为1832 bp,开放阅读框1380 bp,编码459个氨基酸;氨基酸多序列比对显示,Mm-Smad1/5蛋白与太平洋牡蛎Smad5、大西洋舟螺Smad1的一致性分别为83.7%和80.2%,与人、鸡、非洲爪蟾等脊椎动物Smad1、Smad5氨基酸序列的一致性达到70.5%以上,说明该基因具有较高的保守性;结构域预测发现,Mm-Smad1/5含有Smads蛋白家族特有MH1、MH2两个高度保守结构域。荧光定量PCR(q RT-PCR)结果表明,Mm-Smad1/5基因在成体6个组织均有表达,尤其在斧足、外套膜中表达量显著高于其他组织(P<0.05);Mm-Smad1/5基因在各发育时期广泛表达,从原肠胚期开始大量表达,一直持续到壳顶幼虫期,而从眼点幼虫大量下降,稚贝时期又有所上升。Mm-Smad1/5基因外显子区域SNP位点相关分析表明,共发现了9个SNP位点,其中936 G>T位点与文蛤的生长性状显著相关(P<0.05)。Mm-Smad1/5基因在文蛤生长发育中发挥重要调控作用,可作为高产良种选育的候选基因,而生长关联SNP位点分析将为文蛤分子标记辅助育种研究奠定重要基础。

泥蚶Smad1/5基因cDNA全长克隆及时空表达特征分析

为了研究Smad1/5基因在泥蚶生长、发育过程中的调控作用,本研究利用SMART RACE方法克隆得到泥蚶Smad1/5基因(Tg-Smad1/5)的c DNA全长序列,该序列全长2 424bp,开放阅读框1 386 bp,编码462个氨基酸。Tg-Smad1/5蛋白与合浦珠母贝Smad5、太平洋牡蛎Smad5和大西洋舟螺Smad1的同源性分别达到了92.3%、91.2%和80.4%,与脊椎动物的同源性都在70%以上;该蛋白包含MH1和MH2区2个较为保守的结构域,此结构与高等动物Smad1和Smad5蛋白极为相似,表明该基因在物种进化过程中比较保守。利用qRTPCR技术,研究了Smad1/5基因在泥蚶6个组织和9个发育时期中的表达情况,结果显示,TgSmad1/5基因在泥蚶成贝6个组织中均有表达,在斧足中的表达量最高,极显著地高于其他组织;在各发育时期中,Tg-Smad1/5表达量随发育进程呈逐渐升高的趋势,在眼点幼虫期达到最高,极显著高于其他时期,而在变态至稚贝时,表达量又极显著地下降。研究结果表明,TgSmad1/5具有类似于高等动物的分子结构,并在泥蚶不同组织、不同发育时期表达有所差异,这为进一步研究该基因在贝类中的功能和作用机制奠定了重要基础。

IGF1通过BMP2-Smad1/5信号通路调控犬上颌窦黏膜干细胞成骨分化

目的探讨骨形态形成蛋白2(bone morphogenetic protein2,BMP2)-Smad1/5及p38MAPK信号通路在胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF1)介导的促犬上颌窦黏膜干细胞(maxillary sinus membrane stem cells,MSMSCs)成骨分化中的作用。方法构建表达胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor1,IGF1)基因的重组腺病毒载体(recombinant adenovirus,rAdv)Ad-IGF1。感染Ad-IGF1的犬上颌窦黏膜干细胞,经成骨诱导培养后,qRT-PCR和Western blot检测BMP-Smads信号通路中重要信号蛋白Smad1/5的磷酸化水平和BMP2蛋白的表达;免疫组化观察磷酸化Smad1/5核转位情况;qRT-PCR及Western blot检测BMP-Smads通路抑制剂Noggin和p38MAPK信号通路抑制剂SB203580对IGF1介导的促犬MSMSCs成骨分化的影响。结果成功构建IGF1基因表达重组腺病毒载体Ad-IGF1;感染Ad-IGF1的犬MSMSCs,经成骨诱导培养后,Smad1/5的磷酸化水平和BMP2蛋白的表达升高,IGF1可促使Smad1/5核转位;BMP-Smads信号通路抑制剂Noggin可抑制Smad1/5的磷酸化,降低成骨标志物Runx2、OPN和ALP mRNA的表达,钙结节形成减少。p38MAPK信号通路抑制剂SB203580不能降低Ad-IGF1犬MSMSCs的p38磷酸化水平,亦不能降低成骨标志物Runx2、OPN和ALP mRNA的表达。结论犬MSMSCs成骨分化过程中,IGF1通过经典的Smads蛋白依赖性信号转导通路BMP2-Smad1/5促进成骨,而Smads蛋白非依赖性信号转导通路p38MAPK在IGF1介导的犬MSMSCs成骨过程中可能并不发挥作用。

smad1/5信号通路在诱导多能干细胞成釉分化中的作用研究

目的 研究smad1/5信号在诱导多能干细胞(induced pluripotent stem,iPS)成釉分化中的作用.方法 采用小鼠胚胎成纤维细胞作为滋养层培养iPS细胞,采用Western blot法检测成釉细胞无血清条件培养液(ameloblast serum-free conditioned medium,ASF-CM)或对照培养基培养iPS细胞14天后,其smad1/5及MAPKs通路蛋白表达情况;分别在ASF-CM中加入smad1/5或MAPKs抑制剂后培养iPS细胞,采用RT-PCR法及免疫荧光染色分别检测iPS细胞成釉标志分子mRNA及阳性细胞率的情况.结果 ASF-CM组iPS细胞p-smad1/5(6.1±1.3)、p-P38 (3.2±0.6)以及p-ERK1/2(4.1 ±0.8)蛋白的表达均较对照组增高(P<0.05),其成釉蛋白(mRNA:6.6±1.3;阳性细胞率:46.6%±11.3%),釉质素(mRNA:5.4±0.9;阳性细胞率:51.4%±10.9%)及细胞角蛋白-14(mRNA:5.9±1.1;阳性细胞率:41.9%±8.1%)mRNA及蛋白的表达较对照组也增高(P<0.05),smad1/5通路抑制剂LDN-193189可显著逆转ASF-CM的上述促iPS细胞成釉分化的效应(P<0.05),但p38MAPK及ERK1/2通路抑制剂对上述效应无显著影响(P>0.05).结论 smad1/5信号通路在ASF-CM诱导的iPS细胞成釉分化过程中发挥关键调控作用.

BMP-7/Smad1/5/8信号通路在肾缺血后处理减轻大鼠肾缺血再灌注损伤中的作用

目的:观察肾缺血后处理后BMP-7/Smad1/5/8信号通路活性改变,探讨肾缺血后处理减轻肾缺血再灌注损伤(IRI)的机制。方法:将雄性SD大鼠随机分为假手术组(sham组),缺血再灌注组(IR组),缺血后处理组(IPostC组)。各组又分成再灌注1.5、3、6、12、24 h共五个时间点亚组,每组6只大鼠。IR组采用结扎左侧肾蒂60 min后松开动脉夹、制备肾脏缺血再灌注损伤模型;IPostC组操作同IR组,恢复灌注前给予6个循环10 s再灌注/10 s缺血处理,然后恢复灌注。测定血肌酐(SCr)、尿素氮(BUN)浓度;免疫印迹法测定肾组织中BMP-7、USAG-1和p-Smad1/5/8蛋白的表达变化;TUNEL法分析肾小管上皮细胞凋亡情况。结果:与sham组相比,IR组各时间点SCr和BUN含量、USAG-1表达水平以及TUNEL凋亡指数(AI)明显增高,而BMP-7和p-Smad1/5/8蛋白表达水平显著下调,差异均具有统计学意义(P<0.05);与IR组各对应时间点相比,IPostC组SCr和BUN含量、USAG-1表达水平以及AI明显降低,而BMP-7和p-Smad1/5/8蛋白表达水平显著上调,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:肾IPostC对大鼠肾缺血再灌注损伤有一定的保护作用,其机制可能与上调BMP-7的表达、下调USAG-1的表达,继而激活BMP-7/Smad1/5/8信号通路以及抑制细胞凋亡有关。

电针命门穴对去卵巢骨质疏松大鼠下丘脑骨形成蛋白BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5表达的影响

目的观察电针命门穴对去卵巢骨质疏松症模型大鼠下丘脑骨形成蛋白BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5表达的调节作用。方法 40只4.5月龄SD雌性大鼠,随机分为假手术组、模型组、电针命门组、电针非经非穴组,每组各10只。造模成功后,电针命门组和电针非经非穴组每日电针1次,波形为疏密波,强度为1m A,每次持续20min,10次为一疗程。共治疗3个疗程,疗程结束后,采用免疫组织化学方法,检测下丘脑BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5的表达。结果下丘脑BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5阳性细胞总面积、阳性细胞平均灰度值比较,电针命门组与模型组、电针非经非穴组比较,均有显著性差异(P<0.05)。结论电针命门穴可调节去卵巢骨质疏松症模型大鼠下丘脑BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5的表达。

益气化瘀法干预TGF-β/ALK1/Smad1/5通路对糖尿病大鼠肉芽增生期创面血管生成的影响

目的:观察益气化瘀中药对糖尿病大鼠肉芽增生期创面转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)/激活素受体样激酶(actilin receptor-like kinase 1,ALK1)/Smad1/5通路及血管新生的影响。方法:将50只大鼠随机分为益气化瘀组、益气组、化瘀组、模型组、正常对照组。通过腹腔注射链脲佐菌素和外科方法建立糖尿病大鼠全层皮肤缺损模型,运用Westernblot技术手段检测各组肉芽增生期创面成纤维细胞ALK1/Smad1/5的表达水平及微血管计数。结果:糖尿病模型组微血管计数为(35.38±11.45),明显低于正常组(69.13±28.45)(P<0.05);ALK1(3 635.86±2 135.83)/Smad1(2 729.92±1 757.01)/Smad 5(2 570.81±1 188.04)均明显低于正常组(P<0.01)。益气化瘀组及其拆方组能不同程度的上调ALK1/Smad1/5通路,促进血管新生,且益气化瘀组更优于其拆方组。结论:糖尿病创面难以愈合的机制可能与ALK1/Smad1/5通路有关,益气化瘀中药可能通过干预ALK1/Smad1/5通路,促进血管新生,从而加速创面愈合。

BMP-2蛋白通过Smad途径对牙髓干细胞成牙本质分化的作用机制研究

目的:探讨骨形成蛋白2(Bone morphogenetic protein-2,BMP-2)对牙髓干细胞成牙本质分化的影响及对Smad1/5通路的调节作用。方法:取对数生长期的人牙髓干细胞,配制成密度为3×10^(4)个/毫升的细胞悬液,接种于24孔板,置于培养箱中培养至细胞密度约为80%时,将细胞随机分为对照组、单纯诱导组和抑制剂组。对照组细胞不做任何处理,单纯诱导组细胞用浓度为100 ng/ml的BMP-2诱导液(BMP-2溶于DMEM培养基)培养,抑制剂组细胞先用200 nmol/L的Smad1/5抑制剂LDN-193189处理24 h后,更换为BMP-2诱导液,培养14 d后,CCK-8检测人牙髓干细胞活性、qRT-PCR检测牙本质基质蛋白1(DMP-1)和牙本质涎磷蛋白(DSPP)mRNA相对表达量、检测碱性磷酸酶(ALP)活性、茜素红染色观察矿化结节情况、蛋白印迹法检测BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量。结果:单纯诱导组矿化结节明显,抑制剂组矿化结节减少;与对照组比较,单纯诱导组牙髓干细胞活性、ALP活性增强,DMP-1和DSPP mRNA相对表达量、BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量升高(P<0.05);与单纯诱导组比较,抑制剂组牙髓干细胞活性、ALP活性减弱,DMP-1和DSPP mRNA相对表达量、BMP-2和p-Smad1/5蛋白相对表达量降低(P<0.05)。结论:BMP-2可诱导人牙髓干细胞成牙本质分化,可能是通过调节Smad1/5信号通路发挥作用。

去泛素化酶USP10通过稳定Smurf1抑制TGF-β/BMP信号通路

目的 探究生理条件下去泛素化酶USP10调控的关键信号通路及分子机制。方法 利用GEO2R和Metascape对Usp10+/+和Usp10-/-新生小鼠肾组织基因芯片(GSE198574)差异表达基因和通路富集分析,使用免疫印迹实验和免疫组化技术检验核心转录因子的表达情况;进一步利用免疫印迹检测该信号通路,并通过基因芯片和免疫组化分析候选分子的表达情况;使用免疫共沉淀(Co-IP)和GST-pull down实验验证USP10与候选分子的相互作用,通过泛素化实验明确USP10对底物分子的调控机制;利用免疫印迹检测细胞增殖、凋亡相关蛋白p21、Cleaved-caspase 3的表达情况,使用CCK-8和克隆形成实验分析USP10对细胞增殖的影响。结果 Usp10-/-新生小鼠肾组织中TGF-β/BMP通路激活,USP10在小鼠体内缺失后导致Smad泛素相关因子1 (Smurf1)蛋白质水平降低,Smad1/5蛋白质水平上调,却不影响它们的转录水平;机制上,USP10与Smurf1存在相互作用,并依赖其去泛素化酶活性去除Smurf1多聚泛素化。Usp10敲除后促进细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白p21表达上调,并抑制细胞的增殖能力。结论 USP10通过去泛素化并稳定Smurf1,抑制TGF-β/BMP信号通路,从而维持小鼠组织器官和细胞增殖稳态。

正弦电磁场促进成骨细胞成熟分化依赖于BMP-Smad信号通路

正弦电磁场(SEMFs)能够显著促进大鼠成骨细胞(ROBs)成熟分化,但其作用机制未知。本研究旨在阐明BMP-Smad信号通路对SEMFs促进ROBs成熟分化的影响。取新生SD大鼠颅骨,多次酶消化体外分离培养得到ROBs传代培养后,利用50 Hz 1.8 m Ts SEMFs处理0,5,15,30和60min,Western印迹检测BMP-2表达和Smad1/5/8磷酸化水平,免疫荧光染色检测P-Smad1/5/8核转位。加入BMP-Smad信号通路的阻断剂noggin后,50 Hz 1.8 m Ts SEMFs分别处理3 d和6 d(2h/d)后,检测胞内碱性磷酸酶(ALP)活性,磁场处理2 d后(2 h/d),real-time PCR和Western印迹分别检测Ⅰ型胶原(collagen1)和成骨相关转录因子RUNX-2基因和蛋白质表达量。结果发现,50Hz 1.8 m Ts SEMFs处理ROBs后,BMP-2的表达量显著增加,胞内Smad1/5/8快速磷酸化,而对非磷酸化的Smad1/5/8表达无影响。同时,SEMFs处理30 min后引起P-Smad1/5/8发生核转位。50Hz 1.8m Ts SEMFs能够显著促进ALP活性增加,促进成骨相关因子collagen1和RUNX-2基因和蛋白质表达。加入BMP-Smad信号通路的阻断剂noggin后,SEMFs促进ALP活性增加,collagen1和RUNX-2基因和蛋白质表达水平被显著抑制。上述结果说明,50 Hz 1.8 m Ts SEMFs促进成骨细胞成骨性分化依赖于BMP-Smad信号通路。

山豆根醇提取物对大鼠脑动脉瘤血管内皮细胞的作用机制

目的 探讨山豆根醇提取物(Subprostrate sophora alcohol extract, SSAE)对大鼠脑动脉瘤(cerebral aneurysm, CA)血管内皮细胞(endothelial cells, ECs)结构蛋白的影响及其可能的作用机制。方法 随机选取15只7周龄雄性Wistar大鼠作为假手术组,另外60只通过结扎左肾动脉和左颈总动脉联合饲喂含氯化钠(质量浓度80 mg·mL^(-1))及3-氨基丙腈(质量浓度1.2 mg·mL^(-1))的食物以诱导构建CA大鼠模型。将建模成功的大鼠随机分为模型组、SSAE低剂量组、SSAE高剂量组及西药组,每组15只,其中SSAE低剂量组、SSAE高剂量组CA大鼠的给药量分别为1、2 g·kg^(-1)·d^(-1),西药组喂服硝苯地平(缓释片)120 mg·kg^(-1)·d^(-1),假手术组及模型组大鼠均灌服等量生理盐水,每日1次,连续20 d。用HE检测大脑Willis环动脉组织形态学变化,用Elastic Van Gieson (EVG)染色检测动脉壁弹性纤维完整性以评估动脉壁血管重构情况;用TUNEL染色检测各组大鼠动脉壁ECs凋亡指数;用ELISA法检测血清基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)、白介素17A(interleukin-17A,IL-17A)、一氧化氮和内皮素-1(endothelin-1,ET-1)的含量;用Western blot法检测活化素受体样激酶1(activin receptor-like kinase 1, ALK1)、细胞信号转导分子Smad^(-1)/5(Smad1/5)、磷酸化Smad1/5(p-Smad1/5)、平滑肌肌动蛋白-α(α-SMA)和Ⅲ型胶原蛋白(ColⅢ)的相对表达水平。结果 与假手术组大鼠比较,模型组大鼠的CA明显膨出,动脉壁较薄,结构不完整,血管壁弹性纤维出现断裂,波状结构消失,大量ECs凋亡。血清MMP9、IL-17A和ET-1的含量升高,一氧化氮的含量降低,Willis动脉ALK1、p-Smad1/5、α-SMA和ColⅢ蛋白的相对表达水平降低(P<0.05);与模型组比较,SSAE低剂量组、高剂量组和西药组大鼠CA的体积明显减小,动脉壁组织病理损伤有显著改善,血清中MMP9、IL-17A和ET-1的含量降低,一氧化氮的含量升高,Willis动脉ALK1、p-Smad1/5、α-SMA和ColⅢ蛋白的相对表达水平升高(P<0.05);药物对于CA大鼠的作用效果表现为西药组较强,SSAE高剂量组次之,SSAE低剂量组最弱(P<0.05)。结论 SSAE可减轻CA大鼠动脉壁组织的病理变化,减少ECs凋亡,改善血管内皮及结构蛋白损伤,促进CA大鼠ECs功能障碍恢复及动脉结构蛋白相关因子的表达,其作用机制可能与激活Smad1/5通路有关。

SIRT6对椎间盘退变的作用及机制

目的:探讨Sirtuin(SIRT)6对椎间盘退变的作用及机制。方法:32只C57BL/6小鼠随机分为假手术组、模型组、SIRT6激动剂组、SIRT6抑制剂组,每组8只。造模小鼠采用穿刺法构建Co5/6椎间盘退变模型,造模成功后,SIRT6激动剂组和SIRT6抑制剂组分别腹腔注射SIRT6激动剂(20mg/kg)和SIRT6抑制剂(20mg/kg),假手术组、模型组均腹腔注射等量生理盐水,连续7d。干预结束后,对小鼠进行影像学观察,并采集椎间盘组织,采用免疫组化检测椎间盘组织SIRT6阳性百分比;苏木精-伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、Masson染色及甲苯胺蓝染色观察椎间盘组织病理学改变;生化检测椎间盘组织丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)及活性氧(ROS)含量;实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测椎间盘组织SIRT6、转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)1、smad1、smad5 mRNA表达;Western blot检测椎间盘组织骨胶原(collagen)Ⅱ、collagen X、TGF-β1、smad1、smad5、p-smad1、p-smad5蛋白表达。结果:影像学观察发现假手术组尾椎排列有序,无骨赘形成;模型组出现骨赘形成,相较于模型组,SIRT6激动剂组骨赘形成受到明显抑制,而SIRT6抑制剂组骨赘形成更明显。与假手术组相比,模型组小鼠椎间盘组织SIRT6表达及GSH-Px、SOD含量明显降低,而MDA、ROS含量及collagenⅡ、collagen X、TGF-β1、smad1、smad5、p-smad1、p-smad5表达明显升高(P<0.01);模型组椎间盘组织软骨终板局部软骨减少,胶原纤维紊乱、致密,形态模糊;与模型组相比,SIRT6激动剂组椎间盘组织SIRT6表达及GSH-Px、SOD含量明显升高,MDA、ROS含量及collagenⅡ、collagen X、TGF-β1、smad1、smad5、p-smad1、p-smad5表达明显降低(P<0.05);SIRT6抑制剂组则呈现与激动剂组相反的结果。结论:SIRT6过表达可有效调节氧化应激,抑制TGFβ-smad1/5信号通路,进而助于减缓椎间盘退变。

胃癌中ANP表达与BMP信号通路相互作用对细胞侵袭、转移的影响

目的探讨心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)在胃癌组织和细胞中的表达及ANP对胃癌细胞侵袭转移的作用。方法采用免疫组化EnVision法检测60例胃癌组织及正常胃黏膜组织中ANP的表达;培养胃癌细胞MGC-803,并将其分为两组:加入ANP组(ANP阳性组)、未加入ANP组(ANP阴性组)。采用Transwell实验检测两组胃癌细胞MGC-803的侵袭性,利用CCK8法检测两组胃癌细胞MGC-803的增殖能力。采用Western blot法检测两组胃癌细胞MGC-803中BMP信号通路相关蛋白表达量的变化及Ki-67、MMP-2和MMP-9蛋白表达量的变化。结果免疫组化检测ANP定位于胃黏膜细胞的胞质中,且在胃癌组织中的阳性率明显低于正常胃组织,差异有统计学意义(P<0.05);CCK8法、Transwell实验结果显示,ANP阳性组胃癌细胞的增殖速度及侵袭性比ANP阴性组低,差异有统计学意义(P均<0.05)。Western blot法检测ANP阳性组中BMP信号通路相关蛋白Smad1/5表达量比ANP阴性组低,差异有统计学意义(P<0.05);BMP6/7和p-Smad1/5的表达升高,差异有统计学意义(P均<0.05)。Western blot法检测ANP阳性组中Ki-67、MMP-2和MMP-9蛋白比ANP阴性组低,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论胃癌组织中ANP的表达低于正常胃组织,ANP可能通过激活BMP信号通路抑制胃癌细胞MGC-803的增殖、侵袭和转移,为胃癌的发病机制及靶向治疗提供新思路。

银杏叶提取物对瓣膜间质细胞钙化的保护作用

目的:研究银杏叶提取物(ginkgo biloba extract,EGB761)对华法林诱导的主动脉瓣膜间质细胞(aortic valve interstitial cells,AVIC)钙化及成骨分化的保护作用。方法:分离猪AVIC,将不同浓度的EGB761作用于AVIC,通过茜素红染色、细胞内钙含量以及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性检测观察EGB761对猪AVIC钙化的作用。Real-time PCR和Western blot检测成骨分化相关基因Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、Msx2(msh homeobox 2)、骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2,BMP2)和磷酸化Smad1/5的表达。结果:EGB761显著抑制华法林诱导的AVIC钙化,成骨分化相关基因Runx2、Msx2、BMP2的m RNA表达减低,Smad1/5磷酸化及Runx2蛋白表达被抑制。结论:EGB761可能是通过下调Smad1/5磷酸化水平,抑制BMP2/Smad1/5/Runx2信号通路,从而缓解了AVIC钙化和成骨分化。