不同牵张应力对成骨细胞MC3T3-E1分化及Wnt信号转导通路的影响研究

目的研究不同强度和时间的机械牵张应力刺激对成骨细胞的分化及Wnt信号转导通路的影响。方法采用FlexcellFX5000细胞加力系统,分别采用3%,6%,12%的形变幅度的正弦波对MC3T3细胞进行牵张应力干预,0.5 Hz的频率,时间分别为2,4,8 h。干预结束后分别检测细胞的ALP活性;提取细胞总RNA后采用Real time-PCR分别检测骨钙蛋白(Osteocalcin,OC)、Runx~2、Osterix、Wnt1、β-catenin、DKK-1 m RNA的表达;提取细胞总蛋白后采用Werstern blot法分别检测Wnt1、β-catenin和Phosphor-33/37-β-catenin的蛋白表达量。结果 3%和6%强度牵张干预后,成骨细胞ALP活性升高,OC、Runx~2、Osterix、Wnt1、β-catenin m RNA表达升高,而DKK-1 m RNA表达下降。6%的效应高于3%,且干预4 h后升高幅度最大。12%强度牵张干预后,成骨细胞的ALP活性和OC m RNA表达水平下降。Wnt1、β-catenin和Phosphor-33/37-β-catenin蛋白表达水平与上述m RNA表达水平相符。结论中小强度的牵张刺激可以上调Wnt信号转导通路,促进成骨细胞分化,而大强度及长时间连续干预则无成骨分化作用,甚至有抑制作用。     

黄芪多糖对MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化的影响

目的 分析黄芪多糖（AP）对小鼠成骨细胞系MC3T3-E1的成骨分化作用机制。 方法 MC3T3-E1细胞经成骨诱导后分别加入浓度为0、5、10 μmol/L 的AP进行干预,持续1、3、5、7 d后使用MTT法观察AP对细胞增殖的影响;干预14 d后,通过ALP及茜素红染色观察AP的促成骨分化作用;成骨相关mRNA表达水平经实时荧光定量PCR测定,其中包括Runt相关转录因子2(Runx2)、β-连环蛋白(β-catenin)、骨钙素（osteocalcin）、I型胶原蛋白（collagen I）;并使用Western blot法检测β-catenin、osteocalcin、Runx2蛋白表达水平,以及免疫荧光检测β-catenin的核易位情况。 结果 加入5、10 μmol/L 的AP后可有效促进MC3T3-E1增殖,且药物浓度越高效果越明显;同时AP亦可提高ALP、茜素红染色的阳性率,以及β-catenin、osteocalcin、Runx2、collagen I mRNA的表达水平（P<0.05）;Western blot结果也显示AP可有效促进β-catenin、osteocalcin、Runx2蛋白表达（P<0.05）,以及促进β-catenin入核。 结论 AP可促进MC3T3-E1细胞增殖及成骨分化,机制可能涉及促进相关成骨标志物表达以及β-catenin入核。     

山茱萸新苷Ⅰ对成骨细胞的增殖及成骨分化的影响

目的基于Wnt信号通路及内质网应激研究山茱萸新苷Ⅰ对大鼠原代成骨细胞的增殖及成骨分化的影响。方法提取原代成骨细胞,CKK8实验检测在药物浓度下山茱萸新苷Ⅰ对成骨细胞增殖的影响;碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色检测不同浓度山茱萸新苷Ⅰ干预下成骨细胞ALP的活性情况; Real-time PCR检测Wnt2、β-catenin、BMP2、OPG、NOX4、PERK基因mRNA的表达; Western blot检测Wnt2、β-catenin、PDI、CHOP和BIP蛋白表达量。结果 CKK8实验及ALP染色表明山茱萸新苷Ⅰ对成骨细胞增殖及分化有一定影响,不同浓度山茱萸新苷Ⅰ干预下成骨细胞出现不同程度的增殖;与空白对照组相比,山茱萸新苷Ⅰ组的Wnt2、BMP2、β-catenin、OPG、NOX4的mRNA表达水平显著升高(P0. 01),而PERK明显降低(P0. 01)。与空白对照组相比,山茱萸新苷Ⅰ组的成骨细胞Wnt2、β-catenin、PDI蛋白表达量显著升高(P0. 01),CHOP表达亦有轻微上升,但不明显(P0. 05),而BIP的蛋白表达水平明显降低(P0. 01)。结论山茱萸新苷Ⅰ浓度为1 mmol/mL时在促进成骨细胞的增殖分化的作用上表现最佳,其能显著升高成骨细胞Wnt2、BMP2、β-catenin、OPG和NOX4的mRNA表达水平,而降低PERK的mRNA表达水平,升高Wnt2、β-catenin、PDI的蛋白表达量,降低BIP的表达量,在山茱萸新苷Ⅰ的干预下,Wnt信号通路及内质网应激途径对成骨活动的发生发展起着重要作用。     

高铁培养环境对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化的影响

目的 观察高铁培养环境下小鼠前成骨样细胞MC3T3-E1增殖、分化指标的变化趋势,探讨铁离子对 成骨细胞增殖、分化的影响。方法 小鼠前成骨样细胞MC3T3-E1在37℃条件下体外培养,在10mmol/Lβ-甘 油磷酸和50μg /mL抗坏血酸的诱导分化的作用下,分化为成骨细胞,同时用不同浓度(50、100、 200μmol/L)枸橼酸铁铵(FAC)干预,用MTT法检测细胞的增殖活性,RT-PCR法检测成骨细胞分化基因成骨 相关转录因子(Runx2) 、锌指结构转录因子(Osterix) 、骨唾液酸蛋白(BSP)和骨钙素(OC)的表达,碱性 磷酸酶(ALP)活性试剂盒检测细胞碱性磷酸酶活性。结果 MC3T3-E1细胞的增殖活性、成骨分化相关基因的 表达以及ALP水平随FAC干预浓度的增加呈剂量依赖性降低(P<0.05)。结论 高铁培养环境可明显抑制小鼠 前成骨样细胞MC3T3-E1的增殖和分化。     

辛伐他汀对 BMSCs 成骨分化早期β-catenin 及 Runx2表达的影响

目的：观察辛伐他汀体外给药对大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化早期β-catenin、Runx2表达的影响,探讨辛伐他汀在此过程中的作用及其作用机制。方法20只4周龄雌性SD大鼠应用颈椎脱位法处死,无菌条件下取双侧股骨和胫骨骨髓细胞向成骨方向诱导培养。取相同第二代细胞随机分为实验组和对照组,实验组加入10-7 mol/L的辛伐他汀（ Simvastatin, SIM）（SIM溶于DMSO后制成母液再用完全培养基进行稀释）,对照组加入含有等量DMSO的完全培养基。两组细胞在加入SIM 12 h和36 h后分别提取蛋白质和RNA,采用Western Blot法检测两组细胞β-catenin、Runx2蛋白的表达。采用实时定量-PCR法检测β-catenin、Runx2mRNA的表达。结果（1） Western Blot 结果：辛伐他汀干预12h后β-catenin 和Runx2蛋白表达水平实验组与对照组相比无显著增高,两组间的差异均无统计学意义（ P＞0.05）;辛伐他汀干预36h后实验组与对照组相比β-catenin 和Runx2蛋白表达水平显著增高,两组间的差异均有统计学意义（P＜0.05）。（2）实时定量-PCR结果：辛伐他汀干预12 h和36 h后β-catenin mRNA的表达水平实验组与对照组相比表达增高,两组间的差异有统计学意义（ P＜0.05）;辛伐他汀干预12 h和36 h后Runx2 mRNA的表达水平实验组与对照组相比表达有一定程度的增高,但两组间的差异无统计学意义（P＞0.05）。结论辛伐他汀体外给药对大鼠骨髓基质干细胞向成骨细胞分化早期有一定作用,这涉及到Wnt信号通路的活化,但是在不同的时间点所起作用有所差别。     

钙敏感受体缺失对小鼠成骨细胞增殖与分化的影响及机制研究

目的 探讨钙敏感受体(CaSR)在小鼠成骨细胞增殖与分化中的作用,以及Wnt信号通路在其促进成骨细胞增殖及分化过程中的调节作用. 方法 取新生同窝野生型小鼠(对照组)和CaSR敲除纯合子小鼠(实验组)各4只,分离培养颅骨成骨细胞并传至第3代,分别于培养2、4、6、8d时采用CCK-8法测定细胞的吸光度(OD)值,检测成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)的活性.取培养6d的细胞行实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-qPCR)检测核心结合因子(Runx2)、ALP、骨钙素(OCN)、核激活因子受体配体(RANKL)、骨保护素(OPG)及β-链蛋白的mRNA基因表达水平;采用Western Blot检测β-链蛋白、Wnt-5a、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、Runx2的蛋白表达水平. 结果 培养6d时对照组和实验组成骨细胞的OD值(1.55±0.05、1.26±0.02)和ALP活性[(0.023±0.002)、(0.017±0.001)U/mg· prot]均达到峰值,与其他时间点比较差异均有统计学意义(P＜0.05);同一时间点实验组成骨细胞的OD值和ALP活性均低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).与对照组比较,培养6d时实验组成骨细胞的Runx2、ALP、OCN、RANKL/OPG、β-链蛋白的mRNA表达水平,以及β-链蛋白、Wnt-5a、IGF-1、Runx2的蛋白表达水平均显著降低,两组比较差异均有统计学意义(P＜0.05). 结论 CaSR缺失将导致成骨细胞的增殖和分化障碍,其机制可能与经典的Wnt信号通路抑制有关.     

不同机械牵张强度对骨髓间充质干细胞成骨分化及lncRNA H19的影响

目的 探究不同机械牵张强度对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)成骨分化以及lncRNA H19表达的影响。方法 提取C57BL/6小鼠原代BMSCs,进行培养和鉴定。用Flexcell 5000细胞应力加载系统进行机械牵张,方案为频率0.5 Hz,连续牵张7 d,牵张强度为4 %和6 %,单次牵张时间分别为0、2、4、6、8 h。干预结束后采用RT-PCR验证lncRNA H19和成骨标志物OCN mRNA相对表达量,通过Western Blot检测Runx2蛋白相对表达量、ALP染色检测成骨分化能力。结果 4 %和6 %的机械牵张干预均能促进BMSCs的成骨分化及lncRNA H19表达,其在4 %牵张强度下牵张6 h内持续升高,8 h出现下降;在6 %牵张强度下牵张4 h内持续升高,6 h出现下降,但都仍高于0 h。结论 在固定牵张强度刺激下,一定时间范围内,牵张时间的增加能促进BMSCs成骨分化,长时间的牵张不利于成骨分化。本研究确定的促成骨分化及lncRNA H19表达的最佳牵张方案为6 %牵张强度,4 h/d,连续牵张7 d,频率0.5 Hz。     

1,25(OH)2D3对人骨肉瘤MG63细胞基质GLA蛋白及Wnt信号通路的影响

目的观察1,25(OH)_2D_3对人成骨肉瘤MG63细胞株Wnt信号通路及MGP表达的影响,探讨其在骨质疏松发病中可能的新机制。方法分别使用10-8mol/L 1,25(OH)_2D_3、200 ng/ml Wnt信号通路阻断剂DKK-1、10-8mol/L 1,25(OH)_2D_3+200 ng/ml DKK-1干预人骨肉瘤细胞MG63细胞株48 h,使用实时荧光定量RT-PCR及western-blot技术测定Wnt/β-catenin信号通路中相关因子β-catenin、Runx2、LRP5及MGP基因及蛋白表达的影响。结果 (1)10-8mol/L 1,25(OH)_2D_3上调MG63细胞中Wnt/β-catenin信号通路中相关因子β-catenin、Runx2、LRP5及MGP的基因表达及蛋白的表达,其中上调基因分别是对照组的2.73倍、3.72倍、1.53倍、2.31倍,差异有统计学意义(P0.05);上调蛋白表达分别是对照组的1.13倍、1.17倍、1.14倍、1.21倍,差异有统计学意义(P0.05)。(2)DKK1下调β-catenin、LRP5、Runx2、MGP的基因及蛋白表达,其中下调基因表达分别是对照组的0.34倍、0.52倍、0.42倍、0.78倍,差异有统计学意义(P0.05)。下调蛋白表达分别是对照组的0.93倍、0.92倍、0.87倍、0.86倍,差异均有统计学意义(P0.05)。结论 1,25(OH)_2D_3有可能通过Wnt/β-catenin信号通路影响MGP的表达。     

补肾强督方对强直性脊柱炎膜内成骨Wnt/β-catenin通路影响的实验研究

目的研究补肾强督方对BMSCs膜内成骨中Wnt通路的作用。{方法 BMSCs细胞分为空白对照组、西药对照组、补肾强督方低、中、高剂量组,进行膜内成骨诱导分化,ELISA法检测上清液ALP、BGP,Western blot和荧光定量PCR检测DKK-1和β-catenin蛋白和基因表达。结果补肾强督方含药血清对BMSCs能促进BMSCs成骨分化中DKK-1蛋白和mRNA表达,抑制β-catenin蛋白和mRNA表达,且呈剂量依赖性,但对成骨能力无影响。结论补肾强督方能调节BMSCs细胞成骨分化中Wnt通路,可能具有抑制AS骨化的作用。     

通过p38MAPK信号通路探讨仙灵骨葆胶囊对MC3T3-E1成骨分化的影响

目的 探讨仙灵骨葆胶囊含药血清对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）增殖分化的影响及与p38MAPK信号通路的关系。方法 用仙灵骨葆胶囊含药血清干预MC3T3-E1,CCK8法筛选最佳干预时间及浓度,试剂盒检测各组细胞ALP活性。将细胞分为A、B、C、D 4组,分别加入10%含药血清、10%空白血清、10%含药血清+SB203580、10%空白血清+SB203580,利用免疫印迹法（Western blot）检测p38丝裂原活化蛋白激酶（p38）、磷酸化p38（p-p38）、成骨相关转录因子2（Runx2）、骨形态发生蛋白2（BMP-2）的蛋白表达量,荧光定量PCR检测p38、Runx2和BMP-2 mRNA的表达水平。结果 与空白血清组相比,不同浓度的仙灵骨葆胶囊含药血清均能促进MC3T3-E1的增殖分化,提高ALP的活性,其中10%含药血清干预36 h的作用最为明显（P＜0.05）;与B组比较,A组p38、p-p38、Runx2、BMP-2蛋白及p38、Runx2、BMP-2 mRNA的表达明显增高（P＜0.05）;加入信号通路阻断剂SB203580后,C组与D组上述指标的表达明显降低（P＜0.05）;与C组相比,D组p38、p-p38、Runx2、BMP-2蛋白及p38、Runx2、BMP-2 mRNA表达更低（P＜0.05）。结论 仙灵骨葆胶囊含药血清能促进MC3T3-E1的分化生长,其作用机制可能与激活p38MAPK信号通路、上调成骨相关因子Runx2、BMP-2的表达有关。     

pcDNA3-hBMP2转染对成纤维细胞 生物学性状的影响

目的 探讨人BMP2基因转染对成纤维细胞NIH3T3生物学性状的影响。方法 构建重组真核表达载体pcDNA3-hBMP2,并在脂质体介导下,将其导入NIH3T3成纤维细胞,通过G418筛选获得阳性克隆,用细胞原位杂交和免疫组织化学方法检测hBMP2基因在NIH3T3成纤维细胞内的表达情况;MTT法和FCM检测pcDNA3-hBMP2转染pcDNA3-hBMP2后成纤维细胞超微结构的改变,碱性磷酸酶的检测观察转染pcDNA3-hBMP2后成纤维细胞向成骨细胞分化情况。结果 转染pcvDNA3-hBMP2后的NIH3T3细胞内有大量hBMP2mRNA的转录及其蛋白的表达;转染pcDNA3-hBMP2对成纤维细胞增殖和细胞周期无影响;转染pcDNA3-hBMP2后的成纤维细胞超微结构可见粗面内质网丰富,囊腔扩张明显其内充满中等电子密度的蛋白分泌物;碱性磷酸酶活性显著上升。结论 pcDNA3-hBMP2转染对成纤维细胞NIH3T3增殖和细胞周期无影响。转染后的成纤维细胞不仅可形成BMP2,而且具有向成骨细胞系分化的特性。     

Identification of the insulin-regulated interaction of phosphodiesterase 3B with 14-3-3 beta protein

Phosphodiesterase (PDE)-3B, a major PDE isoform in adipocytes, plays a pivotal role in the antilipolytic action of insulin. Insulin-induced phosphorylation and activation of PDE3B is phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K) and Akt dependent, but the precise mechanism of PDE3B activation is not fully understood. We have identified 14-3-3 beta, a critical scaffolding molecule in signal transduction, as a protein that interacts with PDE3B using the yeast two-hybrid system. The interaction between PDE3B and 14-3-3 beta was then confirmed in vitro. The glutathione S-transferase (GST)-tagged 14-3-3 beta interacts with endogenous PDE3B of rat adipocytes, and this interaction is enhanced when adipocytes are treated with insulin. Coimmunoprecipitation experiments reveal that endogenous PDE3B also associates with endogenous 14-3-3 beta in rat adipocytes, and this interaction is enhanced by insulin. Two different PI3-K inhibitors, wortmannin and Ly294002, block this induction, suggesting that PI3-K is required. Synthetic 15 amino acid peptides of rat PDE3B containing phosphorylated Ser-279 or -302 inhibit this interaction, indicating that the insulin-regulated phosphorylation of these serine residues is involved. Because insulin receptor substrate-1 also associates with 14-3-3, the dimeric 14-3-3 beta could function as a scaffolding protein in the activation of PDE3B by insulin.     

Immunolocalization of NBC3 and NHE3 in the rat epididymis: colocalization of NBC3 and the vacuolar H+-ATPase

In the male reproductive tract, the epididymis plays an important role in mediating transepithelial bicarbonate transport and luminal acidification. In the proximal vas deferens, a significant component of luminal acidification is Na+-independent, and mediated by specific cells that possess apical vacuolar proton pumps. In contrast, luminal acidification in the cauda epididymidis is an Na+-dependent process. The specific apical Na+-dependent H+/base transport process(es) responsible for luminal acidification have not been identified. A potential clue as to the identity of these apical Na+-dependent H+/base transporter(s) is provided by similarities between the transport properties of the epididymis and the mammalian nephron. Specifically, the H+/base transport properties of caput epididymidis resemble the mammalian renal proximal tubule, whereas the distal epididymis and vas deferens have characteristics in common with renal collecting duct intercalated cells. Given the known expression of the Na+/H+ antiporter, NHE3, in the proximal tubule, and of the electroneutral sodium bicarbonate cotransporter, NBC3, in renal intercalated cells, we determined the localization of NHE3 and NBC3 in various regions of rat epididymis. NBC3 was highly expressed on the apical membrane of apical (narrow) cells in caput epididymidis, and light (clear) cells in corpus and cauda epididymidis. The number of cells expressing apical NBC3 was highest in cauda epididymidis. The localization of NBC3 in the epididymis was identical to the vacuolar H+-ATPase. The results indicate that colocalization of NBC3 and the vacuolar H+-ATPase is not restricted to kidney intercalated cells. Moreover, the close association of the two transporters appears to be a more generalized phenomenon in cells that express high levels of vacuolar H+-ATPase. Unlike NBC3, NHE3 was most highly expressed on the apical membrane of all epithelial cells in caput epididymidis, with less expression in the corpus, and no expression in the cauda. These results suggest that apical NBC3 and NHE3 potentially play an important role in mediating luminal H+/base transport in epididymis.     

Effects of carboxy-terminal modifications of proteinase 3 (PR3) on the recognition by PR3-ANCA

BACKGROUND: Autoantibodies directed against neutrophil proteinase 3 (PR3-ANCA) from patients with Wegener's granulomatosis and microscopic polyangiitis recognize conformational epitopes of PR3. During maturation of neutrophils, PR3 undergoes amino-terminal and carboxy-terminal processing. In contrast to amino-terminal processing, the effects of carboxy-terminal processing on recognition of PR3 by PR3-ANCA remain unknown. Carboxy-terminally modified or tagged recombinant PR3 (rPR3) molecules may be useful for the refinement of diagnostic assays and for the study of biological processes. METHODS: This study was designed to determine whether 293 cells can be used to express specifically designed carboxy-terminal variants of rPR3, and to evaluate the effects of different carboxy-terminal modifications on the recognition by PR3-ANCA in the capture ELISA. RESULTS: The rPR3-variants secreted into the media supernatants of transfected 293 cells escaped proteolytic processing. Furthermore, in contrast to the effects of amino-terminal pro-peptide deletion on PR3-ANCA binding, carboxy-terminal modifications (deletion and additions) did not significantly affect recognition by PR3-ANCA. CONCLUSIONS: This expression system is ideally suited for the expression of custom-designed carboxy-terminal rPR3 variants, and major conformational effects of carboxy-terminal modifications seem unlikely.     

H3K4m3和H3K9m3修饰对胰岛组织特异性基因表达的影响

目的 通过比较不同细胞类型之间胰腺十二指肠同源盒1(Pdx-1)、配对盒基因4(Pax4)、MafA(mast cell function associated antigen)和Nkx6.1等胰岛组织特异性基因其转录起始区的H3K4m3和H3K9m3修饰的差异,探讨H3K4m3和H3K9m3修饰对胰岛组织特异性基因表达的作用.方法 采用染色质免疫共沉淀一实时定量聚合酶链反应(PCR)法检测小鼠胚胎干细胞(mES,1×10~7)、小鼠成纤维细胞株NIH3T3细胞(1×10~7)和小鼠β细胞株NIT-1细胞(1×10~7)三者中的胰岛组织特异性基因、Oct4基因和MLH1基因转录起始区H3K4m3和H3K9m3修饰的状况.同时采用实时定量逆转录(RT)-PCR检测上述3种细胞各基因mRNA表达水平.分析H3K4m3和H3K9m3修饰改变与基因表达之间的关系.结果 NIT-1细胞中Pdx-1、Pax4、MafA、Nkx6.1等胰岛组织特异性基因转录起始区的H3K4m的修饰水平分别为:(4.84±0.05)%、(9.91±1.33)%、(10.64±0.87)%、(0.23±0.03)%,与mES细胞比较明显增高(P<0.05),基因表达;NIH3T3细胞中Pdx-1、Pax4、MafA、Nkx6.1等胰岛组织特异性基因转录起始区的H3K9m3的修饰水平分别为:(0.64±0.21)%、(7.04±1.29)%、(0.39±0.10)%、(2.35±0.81)%,与mES细胞比较明显增高(P<0.05),基因不表达.结论 H3K4m3与H3K9m3修饰能相互协调,共同调控胰岛组织特异性基因的表达.