不同强度流体剪切力对MC3T3-E1成骨细胞内Piezo1蛋白表达的影响

目的:研究在不同强度的流体剪切力作用下,MC3T3-E1成骨细胞内Piezo1蛋白的表达差异。方法:对载玻片上贴附的MC3T3-E1成骨细胞加载不同强度(0、3、6、9、12、15、18 dyne/cm^2)流体剪切力45 min,通过免疫荧光和Western Blot分别观察MC3T3-E1成骨细胞内Pieoz1蛋白的表达。结果:免疫荧光及Western Blot结果显示,随着流体剪切力强度的增加,MC3T3-E1成骨细胞内Piezo1蛋白表达量逐渐递增,6 dyne/cm^2时达顶峰,此后逐渐下降,15、18 dyne/cm^2时与空白组水平相当,显微镜下可观察到细胞结构破坏,细胞被冲散。结论:流体剪切力可促进MC3T3-E1成骨细胞内Piezo1蛋白表达;加力6 dyne/cm^2时,Piezo1表达最高;较大的流体剪切力非但不能促进MC3T3-E1成骨细胞内Pizeo1蛋白的表达,反倒对细胞起破坏作用。

Piezo1离子通道介导的流体剪切应力抑制MLO-Y4骨细胞凋亡

目的:研究Piezo1机械敏感性离子通道对骨细胞的调控作用。方法:应用课题组研发的流体剪切力(FSS)加载装置,使用免疫荧光探究FSS对Piezo1通道在MLO-Y4中影响的最佳强度;对Piezo1使用FSS、激动剂Yoda1或阻滞剂GsMTx4进行干预。使用Western Blot探究Cleaved Caspase-3、Bcl-2、Bax凋亡相关蛋白的表达量;使用Hoechst-33258以及流式细胞凋亡检测MLO-Y4骨细胞的凋亡比例。结果:免疫荧光染色结果表明FSS对MLO-Y4骨细胞中Piezo1的表达呈现先增加后降低的单峰趋势,其中以9 dyne/cm2加载30 min为最佳刺激条件。使用Yoda1抑制MLO-Y4细胞凋亡(P<0.05),使用GsMTx4促进MLO-Y4细胞凋亡(P<0.05)。Piezo1介导的FSS抑制MLO-Y4细胞凋亡(P<0.05)。结论:Piezo1机械敏感性离子通道介导的FSS在9 dyne/cm2条件下抑制MLO-Y4骨细胞凋亡,且FSS在该条件下可以有效逆转Piezo1阻滞剂GsMTx4在4μmol/L作用0.5 h下促进MLO-Y4细胞凋亡作用。

葛根素通过ERK1/2信号通路调控成骨细胞增殖的实验研究

目的研究中草药葛根素对小鼠MC3T3-E1成骨细胞增值的影响以及ERK1/2信号通路在其中的作用,为葛根素治疗骨质疏松症的临床应用提供科学指导和理论依据。方法取购自中国医学科学院细胞中心的小鼠MC3T3-E1成骨细胞系体外培养并进行传代。分别用不同浓度的葛根素作用于成骨细胞,在成骨细胞生长成熟后,运用四甲基偶氮唑盐法(MTT法)和台盼蓝染色检测各组干预后成骨细胞的活性。检测出最适宜的干预时间作用于细胞活性最高的组别后,1)流式细胞仪检测葛根素影响成骨细胞增殖周期的最佳浓度;2)提取出成骨细胞内蛋白质,通过Western Bloting法检测最佳浓度的葛根素对成骨细胞内增殖相关蛋白cyclin D1和CDK4以及ERK1/2信号通路的影响,并使用ERK1/2通路阻断剂PD0089,观察对细胞增殖蛋白的影响。结果细胞MTT和台盼蓝染色实验结果显示,1 umol/L葛根素是促进成骨细胞增殖生长的最佳浓度。流式细胞仪检测发现1 umol/L葛根素能够促进成骨细胞G1向S期转变。Western Bloting结果均显示1 umol/L葛根素能明显促进成骨细胞增殖蛋白cyclin D1和CDK4以及ERK1/2信号通路蛋白的表达。使用ERK1/2信号通路阻断剂PD98059后,cyclin D1和CDK4蛋白的表达量下降,差异具有统计学意义。结论葛根素对小鼠成骨细胞表现出明显的增殖作用,可以通过ERK1/2信号通路调控成骨细胞增值周期蛋白表达,这可能是葛根素防治绝经后骨质疏松症的作用机制,为葛根素的应用提供了实验依据,也为发掘新的抗骨质疏松药物提供了线索。

组织工程骨膜的构建及重组人骨形态发生蛋白-2对其体外成骨能力的影响

目的探讨重组人骨形态发生蛋白-2对组织工程骨膜体外成骨能力的影响,以期构建性能更加优良的产品用于临床。方法兔骨髓间充质干细胞经成骨诱导培养,接种于猪小肠黏膜下层构建组织工程骨膜,后分别对其使用含有100 ng/ml、50 ng/ml、10 ng/ml及不含有重组人骨形态发生蛋白-2的成骨诱导培养基进行培养,7天后行电镜扫描,并对各组在多个时间点采用MTT法绘制生长曲线、测定碱性磷酸酶和骨钙素含量,分析重组人骨形态发生蛋白-2对组织工程骨膜成骨能力的影响。结果加入重组人骨形态发生蛋白-2培养的组织工程骨膜在细胞增殖速度、碱性磷酸酶和骨钙素素表达量均高于未加入重组人骨形态发生蛋白-2组,且与浓度成正相关。结论重组人骨形态发生蛋白-2可提高组织工程骨膜体外成骨能力。