低强度聚焦超声对新生小鼠大脑皮层发育及星形胶质细胞活化的影响

目的 观察低强度聚焦超声(LIFU)对新生小鼠大脑皮层发育及星形胶质细胞活化的影响。方法 将80只新生小鼠分为LIFU组(n=48)和假手术组(n=32)。对LIFU组小鼠以LIFU连续波辐照3天、每天5 min;将假手术组小鼠置入声场中,不施加声波。采用蛋白质印迹法检测皮层NFIX蛋白表达,以免疫荧光染色观察c-Fos、NFIX及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达,以EdU染色观察皮层细胞增殖情况。结果 LIFU辐照后1.0、1.5、2.0、2.5及3.0 h, LIFU组小鼠大脑皮层c-Fos表达数量均较假手术组显著增加(P均<0.05),于1.5 h达峰,之后逐渐递减。辐照后1 h, LIFU组小鼠皮层NFIX蛋白表达量明显高于假手术组;辐照后1、2、3 h及1个月,LIFU组小鼠皮层NFIX数量均较假手术组明显增加(P均<0.05)。辐照后1个月,LIFU组小鼠大脑皮层GFAP阳性细胞数量明显增加,且细胞呈星形,从胞体发出大量长突起。辐照后16、24 h, LIFU组EdU阳性细胞数量较假手术组显著增多(P均<0.05),且增殖的EdU阳性细胞存在NFIX阳性细胞共表达。结论 LIFU可激活新生小鼠大脑皮层c-Fos表达,促进皮层中细胞增殖和GFAP星形胶质细胞增加,可能与NFIX有关。

低强度聚焦超声通过瞬时受体电位M7促进骨髓间充质干细胞成骨分化

目的探讨瞬时受体电位M7(transient receptor potential melastatin 7,Trpm7)在低强度聚焦超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)促进骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)成骨分化中的作用及其机制。方法分离培养小鼠BMSCs,流式细胞检测其特异性表面标志,茜素红和油红O染色检测其分化能力。碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性读数筛选LIPUS作用时间。ALP和茜素红染色观察LIPUS处理后促进成骨分化的能力,q PCR检测Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、骨钙素(osteocalcin,OCN)mRNA水平表达的变化,并检测LIPUS处理后24、48、72 h Trpm7 mRNA水平表达的差异。进一步分为对照组(LIPUS未处理组)、LIPUS处理组、LIPUS+二甲基亚砜(DMSO)组和LIPUS+Trpm7抑制剂2-氨乙基硼酸二苯酯(2-APB)组,ALP活性读数、ALP染色和茜素红染色评价成骨分化能力,Western blot检测Trpm7和OPN、Runx2的蛋白表达。结果体外培养获得BMSCs,与未处理组比较,LIPUS作用2 min组细胞ALP活性读数升高最为明显,LIPUS处理后细胞的ALP染色和茜素红染色明显增强,成骨分化相关基因OPN、OCN、RUNX2 mRNA表达明显增加(P<0.05),LIPUS处理1、2、3 d后Trpm7 mRNA表达显著增加(P<0.05)。LIPUS+2-APB组的ALP活性较LIPUS组和LIPUS+DMSO组明显降低(P<0.05)。与对照组比较,LIPUS组和LIPUS+DMSO组的ALP染色和茜素红染色显示成骨分化明显增加,Trpm7、OPN和Runx2的蛋白表达也明显增强。与LIPUS+DMSO组比较,LIPUS+2-APB组的ALP染色和茜素红染色显示成骨分化明显下降,Trpm7、OPN和Runx2的蛋白表达也明显降低。结论 LIPUS促进BMSCs的成骨分化,并部分通过Trpm7发挥作用。