3D生物打印在口腔颌面部的应用前景

3D生物打印是利用数字化影像技术将临床获取的医学影像转换为二维模式,供计算机辅助设计/计算机辅助制造软件进行逐层打印并叠加的过程。这种自下而上的打印过程中,生物材料和活细胞被精确地带到目标位置,实现复杂结构的精密打印。基于3D打印的高度灵活性,利用该高新技术可以个性化修复患者因创伤、肿瘤、遗传等问题引起的诸如骨缺损、软组织缺损等问题。因此3D打印成为近年来的研究热点之一。本文概述了3D生物打印目前的研究进展,对3D生物打印的特点、打印方式进行论述,综述3D生物打印在口腔颌面部的临床应用,对其未来发展前景进行了总结。

表达肝细胞生长因子的大鼠骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞

目的:探讨悬滴培养诱导稳定表达人肝细胞生长因子(hHGF)的大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)向肝样细胞分化的效应。方法:体外分离和培养rMSCs,采用流式细胞术检测干细胞表面标志分子CD44、CD90、CD34和CD45的表达率;构建重组逆转录病毒表达载体pLNCX2-hHGF,包装病毒感染rMSCs,获得稳定表达hHGF的细胞株hHGF-rMSCs;分别对rMSCs和hHGF-rMSCs进行悬滴培养,在培养第7、14和21天,通过RT-qPCR和免疫荧光技术检测白蛋白(ALB)、甲胎蛋白(APF)和角蛋白18(CK-18)在mRNA和蛋白水平上的表达,此外,还利用ELISA的方法检测培养液上清中ALB的分泌。结果:第3代rMSCs高表达CD44和CD90,几乎不表达CD34和CD45;构建表达载体后,成功建立了hHGF-rMSCs细胞株,且经过悬滴培养后,在第7~21天都呈现ALB、AFP和CK-18在mRNA水平上的高表达(P<0.01);免疫荧光结果显示,AFP蛋白在第21天出现阳性表达,而ALB和CK-18蛋白在第7天就呈现阳性表达;在第7~21天,ELISA法均检测到hHGF-rMSCs细胞培养上清中ALB的分泌增多(P<0.01)。结论:将HGF基因导入rMSCs,经悬滴培养可诱导分化为肝样细胞,可能为临床肝脏疾病的细胞治疗和体外生物人工肝提供新型种子细胞。

Runx2通过抑制细胞巨自噬以诱导C2C12细胞向成骨细胞分化

目的:探讨细胞巨自噬与Runx2诱导C2C12细胞成骨分化的关系。方法:在强力霉素(doxycyc-line,Dox)诱导Runx2表达的细胞系C2C12/Runx2Dox中进行研究。Dox(10 mg/L)处理0 d、1 d、3 d及6 d后,real-time qPCR检测LC3b、Beclin-1、p62和LAMP-2表达情况,Western blotting分析LC3-I/LC3-Ⅱ比值。设置不同的3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)或雷帕霉素(rapamycin,Rap)浓度,Dox处理14 d后分析碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性。用3-MA(5 mmol/L)或Rap(10μmol/L)与Dox共同处理1 d、3 d及6 d后检测ALP及骨钙素(osteocalcin,OC)表达情况。结果:(1)C2C12细胞向成骨分化时,LC3b与Beclin-1显著下调,p62与LAMP-2无明显变化;(2)LC3-I向LC3-Ⅱ转换的过程被抑制;(3)3-MA(5 mmol/L)可增强ALP活性,而Rap(10μmol/L)则抑制其活性;(4)3-MA可上调ALP及OC表达,Rap则下调二者表达。结论:Runx2通过下调LC3和Beclin-1、抑制LC3-I向LC3-Ⅱ转换的方式阻碍自噬体形成,以诱导C2C12细胞分化为成骨细胞。

荧光互补与光能量共振转移检测B类G蛋白偶联受体PAC1二聚化

G蛋白偶联受体(G-protein couple receptors,GPCRs)是最大的超家族膜受体,其中它的B家族成员垂体腺苷酸环化酶激活肽1(PAC1)是垂体腺苷酸环化酶激动多肽(PACAP)的特异受体,介导PACAP神经保护等功能,是神经系统疾病药物开发的重要靶点之一。二聚化或寡聚化是GPCRs普遍存在的现象,但是目前尚没有关于PAC1形成同源二聚体或寡聚体的报道。为了验证PAC1也能进行同源二聚化,该文采用生物发光能量转移(bioluminescence resonance energy transfer,BRET)方法进行检测,结果显示不同浓度梯度共转染中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary,CHO)的PAC1-Rluc与PAC1-EYFP重组载体,在底物腔肠素h(coelenterazine h)作用下呈现明显的BRET信号。双分子荧光互补(BiFC)检测显示,带有EYFP N端基因标记的PAC1与带有EYFP C端基因标记的PAC1共转染CHO细胞,能呈现完整的EYFP荧光信号。同时,Western blot检测也显示,高表达PAC1的细胞中可检测到PAC1二聚体的大分子。因此,PAC1是能够进行正常同源二聚化的,这个发现将为后续神经损伤药物的开发奠定全新的理论基础,同时也为其他GPCRs同源二聚化的研究起到启发和借鉴作用。

神经肽PACAP对神经内分泌系统的调控

神经肽类激素垂体腺苷酸环化酶激活多肽(pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide,PACAP)最初从牛的脑垂体中被分离;后续研究发现,PACAP及其受体广泛存在于机体的各个组织器官,全面参与机体中枢和外周神经内分泌系统的功能调节。在中枢神经内分泌系统层面,PACAP通过促进下丘脑–垂体分泌各种上游激素,正向调控下游神经内分泌组织和器官的分泌,发挥神经内分泌网络的“指挥棒”功能;在外周神经内分泌系统层面,PACAP通过分布在外周神经内分泌组织器官内的受体,采用自分泌和旁分泌方式,实现对各种下游激素分泌的精细调控,发挥维持神经内分泌系统整体和谐平衡的“平衡器”作用。该文就PACAP对中枢和外周神经内分泌系统的调控作用进行整理,分析得出PACAP对神经内分泌系统的双重调控功能,为PACAP对神经内分泌系统功能的药用开发奠定理论基础。