模拟微重力处理间充质干细胞应用于干细胞治疗的研究进展

近年来,干细胞移植成为再生医学领域的重要研究方向,而间充质干细胞(MSCs)因其独特的生物学特性,成为干细胞移植和组织工程的热门种子细胞。但是,体外培养的MSCs生物学特性会发生改变,显著影响了其在临床应用的安全性和有效性。培养环境被认为是影响MSCs细胞治疗效果的最重要因素之一。研究发现,模拟微重力环境可以有效保持MSCs的主要生物学特性,有利于解决MSCs体外扩增中干细胞特性丢失问题。本文总结并讨论了模拟微重力环境对MSCs的归巢能力、致瘤性、免疫调节和多向分化潜能的影响,以及使用模拟微重力培养MSCs应用到再生疗法中的可能性。

模拟失重条件下Wnt/β-catenin信号通路调节成骨细胞功能的研究进展

Wnt/β-catenin信号通路在成骨细胞分化早期发挥促进作用,分化末期发挥抑制作用,并且在失重环境下调节成骨细胞的发育,参与失重导致的骨丢失调控,表现为在失重条件下,成骨细胞的Wnt/β-catenin信号通路的激活受抑,进而影响了成骨细胞的增殖分化。本文就Wnt/β-catenin信号通路调控成骨细胞的发育及其在失重条件下对成骨细胞功能影响的研究进展做以下综述。

微重力调控骨重建的细胞和分子机制研究进展

骨组织一直处于骨形成及骨吸收的动态平衡中,其稳态的维持需要多种细胞共同作用,并且具有较强的机械敏感度。微重力环境对多种骨组织细胞功能均有显著影响,可导致骨吸收增加,骨形成减少,从而引发骨质丢失。本文概述了微重力环境调控破骨细胞、成骨细胞、骨髓间充质干细胞及骨细胞等骨组织细胞功能的研究进展。

微小RNA、长链非编码RNA及二者相互作用调控成骨细胞功能的研究进展

成骨细胞是一类特殊的具有成骨潜能的细胞,在骨重建及骨稳态维持中发挥重要的作用,其分化过程受到众多因素的调控。非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs),尤其是微小RNA(microRNAs)和长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)在成骨细胞增殖、分化、矿化和凋亡等多种生理过程中均发挥着重要的作用。近年来研究发现microRNAs和lncRNAs可以相互调控,构成复杂的生物学调控网络,但在成骨细胞中的具体作用机制尚未完全明确。本文概述了microRNAs、lncRNAs及两者相互作用调控成骨细胞功能的研究进展。

以“心血管反应能力提升”为核心,开展抗荷生理训练教学的思考

抗荷生理训练是提高飞行员自身抗荷能力的综合训练方法,其核心是有效提升飞行人员的心血管反应能力。本文通过分析心血管反应能力在抗荷生理训练组织实施各环节的作用地位,探讨了如何围绕心血管反应能力提升这一核心,以系统开展抗荷生理教育、抗荷基础体能训练、抗荷动作训练和载人离心机训练等抗荷生理训练的教学实践。

表观遗传学调控骨骼细胞功能的研究进展

骨骼是一个动态变化的器官,破骨细胞的骨吸收与成骨细胞的骨形成之间的平衡调控着骨骼的形成,其过程受到多种机制的调节,表观遗传学机制在其中发挥重要的作用。表观遗传学是指DNA序列不发生变化,而基因表达发生可遗传变化的机制。本文概述了表观遗传学的三个水平,即DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA调控骨骼细胞功能的研究进展。

失重及模拟失重对生殖系统的影响

随着人类对太空的探索越来越深入,人和动物能否在太空中长期飞行、生活甚至繁衍后代成为人类所关注的问题。本文就失重及模拟失重对人和动物生殖系统形态结构和分子水平两方面的影响进行综述。

模拟失重下miR-138-5p靶向SIRT1负调控成骨细胞分化的研究

背景机械刺激对于维持骨骼重塑和平衡至关重要,机械卸载引起的骨骼系统损伤是长期航天飞行的主要局限性之一。研究表明微小RNA(miRNA)可通过调控与骨形成相关的基因和信号通路调节成骨细胞功能。目的探究模拟失重下mi R-138-5p/SIRT1信号通路对成骨细胞分化的影响,为失重性骨质丢失的在体靶向干预寻求治疗靶点。方法利用2D回转器对前成骨细胞MC3T3-E1进行模拟失重处理,验证沉默信息调节因子2相关酶I(SIRT1)及miR-138-5p在模拟失重下的表达发生变化;向MC3T3-E1细胞中转染miR-138-5p mimic、inhibitor、pcDNA3.1(+)-SIRT1及相应的阴性对照进行功能验证;向MC3T3-E1细胞中转染inhibitor-NC、miR-138-5p inhibitor后模拟失重处理48 h进行挽救实验;采用qRT-PCR方法检测mi RNA及SIRT1、Runx2、Osx的mRNA表达变化;采用Western blot方法检测SIRT1、Runx2、Osx的蛋白表达变化;采用碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性检测和ALP染色方法检测成骨细胞分化能力的变化。结果模拟失重下,MC3T3-E1细胞中Runx2、SIRT1的mRNA及蛋白均表达下降(P<0.01或P<0.05);转染miR-138-5p mimic和inhibitor后,qRT-PCR、Western blot、ALP活性及ALP染色检测均表明过表达miR-138-5p能够显著抑制成骨细胞分化,而抑制miR-138-5p能够促进MC3T3-E1细胞分化(P<0.05或P<0.01)。miR-138-5p mimic与pEX-SIRT1共转染实验表明miR-138-5p通过抑制SIRT1负调控成骨细胞分化(P<0.01)。此外,抑制miR-138-5p可以降低模拟失重对成骨细胞的分化抑制,表现为促进SIRT1、Runx2、Osx mRNA和蛋白表达(P<0.01)。结论 SIRT1表达在模拟失重下下调,而miR-138-5p表达上调;miR-138-5p通过直接靶向SIRT1调控Runx2、Osx的mRNA及蛋白表达,抑制成骨细胞分化;此外,抑制miR-138-5p/SIRT1通路可以部分降低模拟失重对成骨细胞的分化抑制,miR-138-5p可以作为潜在的干预靶点。

miR-132-3p靶向的重力敏感长链非编码RNAs的筛选及调控探讨

目的筛选miR-132-3p靶向的具有重力敏感性的长链非编码RNAs(lncRNAs),并初步探讨其在诱导分化过程中与miR-132-3p表达的相关性以及miR-132-3p对其的调控作用。方法通过生物信息学预测方法,找出与miR-132-3p有结合位点的6条lncRNAs;利用2D回转器模拟失重条件培养小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1细胞24 h、48 h、72 h;利用成骨诱导液培养MC3T3-E1细胞7 d;向MC3T3-E1细胞中转染miR-132-3p Mimic和Inhibitor;采用qRT-PCR方法检测lncRNAs的表达变化。结果与对照组相比,模拟失重处理48 h后有3条lncRNAs表达下调,且在模拟失重处理72 h内呈现稳定下调趋势(P均<0.05);与对照组相比,诱导分化后miR-132-3p表达下调,而3条重力敏感的lncRNAs均表达上调(P均<0.05);转染miR-132-3p Mimic和Inhibitor后,在3条重力敏感的lncRNAs中,NONMMUT010777出现相应的表达下调或上调(P均<0.01),而NONMMUT016978和NONMMUT027831未出现明显表达变化。结论筛选出了miR-132-3p靶向的重力敏感lncRNA NONMMUT010777、NONMMUT016978和NONMMUT-027831,证实其在诱导MC3T3-E1细胞分化过程中与miR-132-3p的表达呈负相关,且miR-132-3p可调控lncRNA NONMMUT010777的表达。

HOXA10基因在骨发生和骨形成中作用的研究进展

骨骼是人体的支架,保护机体的重要脏器,其发育和形成受到多种信号通路的调控。HOXA10作为同源异型盒基因(homeobox genes)的一员,参与了人体多个系统的生长发育过程,尤其是在骨发育和骨形成的过程中发挥着重要的调控作用。本文重点阐述HOXA10在骨骼发生和形成中的作用及其机制,以期为相关研究提供思路。

Elk-1调节骨骼系统功能的研究进展

Elk-1是一种转录因子,属于Ets转录因子家族,在基因表达调控中发挥着重要作用。最近的研究结果表明,Elk-1参与调控骨组织细胞功能,主要可促进成骨细胞分化及增殖,并抑制成骨细胞凋亡。Elk-1可影响骨肿瘤、骨质疏松症等骨性疾病的病理过程,与骨肉瘤、骨尤文肉瘤、骨转移癌等多种骨肿瘤的侵袭、转移及预后不良密切相关,且在骨质疏松症等骨性疾病中Elk-1的表达及转录活性异常。本文将对Elk-1调节骨骼系统功能的研究进展进行概述。

LINC复合体的结构、与细胞骨架的连接及其对细胞功能调控作用研究进展

核骨架—细胞骨架连接物(LINC)复合体是从酵母到人类高度保守的跨膜蛋白复合体,是定位于核膜上连接胞质骨架与胞核骨架的桥梁,在机械力传导至细胞核过程中发挥重要作用。LINC复合体主要由定位于内核膜的SUN(Sad1、UNC-84)结构域蛋白和外核膜的KASH(Klarsicht、ANC-1、Syne homology)结构域蛋白组成,这两种结构域蛋白间稳定的相互作用是其发挥生物功能的结构基础。LINC复合体借助KASH结构域蛋白与胞质骨架中的肌动蛋白、微管和中间丝连接,借助SUN结构域蛋白可与核孔复合体蛋白、核纤层蛋白、核纤层结合蛋白以及染色质结合。细胞受到机械力刺激时,LINC复合体借由其自身跨核膜结构,在胞质骨架与胞核骨架及染色质之间建立物理连接,确保机械力由胞质传递至细胞核,进而直接或间接地发挥细胞功能调控作用,可以影响细胞核的形态和迁移,调控减数分裂期染色体功能和DNA损伤修复过程,并通过多种方式影响基因表达。

调控Runx2的重力敏感miRNA的筛选研究

目的在预测可能调控Runx2表达的miRNA中,筛选出具有重力敏感性的miRNA,为失重性骨丢失的在体靶向干预提供研究靶点。方法通过生物信息学分析方法预测出与Runx2结合的4条miRNA;利用2D回转器对前成骨细胞MC3T3-E1进行模拟失重处理;向MC3T3-E1细胞中转染miR-135a-5p mimic或inhibitor;采用qRT-PCR方法检测miRNA及Runx2 mRNA的表达变化;采用Western blot方法检测Runx2蛋白的表达变化。结果生物信息学预测miR-135a-5p、miR-137-3p、miR-205-5p和miR-217-5p可与Runx2结合,其中模拟失重条件下miR-135a-5p的表达可发生显著改变。与对照组相比,模拟失重48 h后miR-135a-5p的表达明显上调,且72 h内呈现稳定上调趋势(P<0.05);与对照组相比,模拟失重72 h内Runx2的mRNA和蛋白表达明显下调(P<0.05);转染miR-135a-5p mimic或inhibitor后,Runx2的mRNA表达无显著改变,Runx2的蛋白表达则分别显著下调或上调(P<0.01);转染miR-135a-5p inhibitor后可部分缓解模拟失重对Runx2蛋白表达的抑制作用(P<0.01),但对Runx2的mRNA表达水平无显著影响。结论miR-135a-5p在模拟失重条件下表达升高,且与Runx2的表达呈负相关,miR-135a-5p可调控Runx2的蛋白表达,miR-135a-5p inhibitor可部分缓解模拟失重对Runx2蛋白表达的抑制作用。

泛素特异性蛋白酶28在癌症中作用的研究进展

泛素特异性蛋白酶28(USP28)是泛素特异性蛋白酶家族的成员之一,能逆转多种癌蛋白以及抑癌蛋白的泛素化。且其可以通过影响细胞增殖、细胞转移以及血管生成等多种癌症进展相关过程对癌症产生不同的作用。同时,以USP28作为癌症患者预后判断的指标以及通过靶向USP28治疗各种癌症也逐渐吸引研究者的目光。本文将就USP28在多种不同癌症中的研究进展进行阐述。

近红外光谱技术在正加速度致意识丧失监测中的应用研究进展

随着现代高性能战机的机动性能不断提升,持续性正加速度导致的意识丧失(G-LOC)越来越成为影响飞行安全和制约战机性能发挥的主要威胁。近红外光谱技术(NIRS)是近年涌现出的一种评估生物组织氧合水平的非侵入式光学技术,可对局部脑区血流量和氧含量的动态变化进行实时监测,在+Gz所致的飞行人员脑缺血缺氧状态监测方面具有潜在应用价值。该文围绕NIRS技术的基本原理和发展现状,在飞行员+Gz暴露脑功能状态监测、G-LOC防护生理训练和效果评价中的应用,以及NIRS在加速度生理学研究领域的未来发展方向等进行综述,以期为关注G-LOC监测预警与防护问题的研究者提供参考和借鉴。