动态力学因素在组织工程化血管构建中的作用及其研究进展

动态培养环境是成功构建具有生理功能和力学性能的工程化组织的重要因素之一.越来越多的研究证实,接近生物体内生理环境的动态力学条件对细胞在体外支架上的黏附、增殖、分化以及细胞外基质的重建等一系列生长行为均有重要的作用,通过模拟和优化动态培养条件,可以促进细胞的生长和细胞外基质的重建,从而提高组织工程化血管的性能.本文对近年来在组织工程化血管动态培养环境方面的主要研究进展做了综合评述,重点讨论了不同力学环境对血管细胞生长和细胞外基质重建的影响,以及生物反应器在组织工程化血管构建中的作用,并通过组织工程化血管的生物学性能分析,讨论了动态力学培养环境对血管组织的形成及其力学性能的作用.     

细胞生长与增殖的生物力学实验研究进展

作者介绍了细胞力学领域中细胞分裂、细胞增殖方面的研究进展。着重介绍了基底加载各种参数对细胞增殖的影响 ,机械拉伸对细胞粘附及生长的影响 ,力学环境对血管内皮细胞分裂过程的影响     

Viili多糖对巨噬细胞RAW264.7激活及分泌细胞因子的影响

探讨viili胞外多糖(Viili exopolysaccharides,VEPS)对小鼠巨噬细胞RAW264.7激活和增殖的影响。噻唑蓝(MTT)比色法检测细胞的生长与增殖;中性红吞噬实验检测吞噬活性;Griess试剂盒检测培养上清液中NO分泌量,ELISA法检测VEPS不同浓度及不同作用时间培养上清中IL-6,IL-1β含量;扫描电子显微镜观察VEPS对细胞形态的影响;碘化丙啶(PI)染色检测VEPS对细胞周期的影响。结果显示,VEPS对RAW264.7细胞的增殖、吞噬能力、分泌NO、IL-6、IL-1β等都有显著的促进作用,VEPS为100μg/ml时促进作用最明显,呈剂量相关,作用72h时细胞因子分泌量达到最大,72h后下降。VEPS激活巨噬细胞并使其变得扁平伸展且形成伪足。VEPS促进G1期细胞增多,提高细胞的增殖能力。VEPS免疫调节作用与其激活RAW264.7细胞,促进NO、IL-6、IL-1β等分泌有关,且VEPS与LPS对RAW264.7细胞有相似的作用规律。以上结果证明VEPS能激活巨噬细胞,也可能最终激活淋巴细胞,达到增强非特异性和特异性免疫的作用。     

骨科中的细胞力学研究进展

细胞力学是生物力学领域的重要组成部分,细胞力学在骨科中的应用十分广泛.骨科的细胞力学是细胞在力学载荷作用下,通过测量骨细胞膜和细胞骨架的形变、弹性常数、粘弹性、粘附力等力学参数,进而研究力学因素对细胞生长、发育、成熟、增殖、衰老和死亡等过程的影响.我们通过系统阐述现阶段细胞力学对骨组织细胞的研究现状,为今后相关领域的科...     

雌激素受体在骨生长、代谢及其力学响应中的作用和机制

力学信号在骨组织的生长、重建和疾病治疗中发挥着重要的作用。近年来的研究发现雌激素受体(estrogenreceptor,ER)能介导雌激素效应调节骨组织细胞的增殖、凋亡以及功能活性,从而影响骨形成和骨吸收,在骨组织生长、骨重建中发挥重要作用;同时参与骨组织及其细胞对力学刺激的响应过程。骨组织响应力学刺激的效应要受到ER数量和(或)功能活性的影响。这些研究提示了力学刺激和雌激素可能通过一些共同的信号通路来调节骨组织细胞的功能活性。本文着重关注ER在骨组织及其力学响应中的作用和机制。     

当归补血汤载药血清干预后骨髓基质细胞中粒细胞集落刺激因子和白细胞介素3的分泌

背景：实验表明,当归补血汤的有效成分多糖对造血干细胞和造血祖细胞的增殖分化存在显著的促进作用,对造血微环境具有重要的调控作用。 目的：观察当归补血汤载药血清干预后小鼠骨髓基质细胞中粒细胞集落刺激因子和白细胞介素3的分泌状况。 方法：分离骨髓基质细胞,于96孔板培养,在相差显微镜下观察细胞形态和生长状况;将细胞分4组,加含有不同剂量的当归补血汤载药血清进行干预,采用MTT法检测各组细胞的增殖活性,ELISA法检测粒细胞集落刺激因子和白细胞介素3的表达情况。 结果与结论：当归补血汤载药血清可明显促进骨髓基质细胞的增殖,促进骨髓基质细胞分泌粒细胞集落刺激因子和白细胞介素3,呈剂量依赖性,含等效剂量载药血清组促增殖作用和促分泌作用优于其他各组,浓度过高可减弱细胞的增殖分泌效应。     

骨组织工程化培养中成骨细胞力学响应的初步研究

由于骨具有支撑、保护、运动的功能,是承力器官,力学环境对骨组织的发生、发展有着十分重要的影响。活体研究表明:载荷可促进成骨细胞的增殖、分化和细胞外基质的分泌,及骨衬细胞的生物学活动;力学因素显著影响骨细胞生物学活动,包括骨细胞的凋亡;力学环境引起骨内细胞的协同反应,对骨组织变化起整合作用。由于骨组织力学环境如此重要,力学环境就有可能是工程化骨培养中的必要因素。由此,笔者尝试建立三维立体条件下成骨细胞力学响应的模型,研究骨内细胞的力学反应。模型包括支架材料、种子细胞和有力学作用的培养环境。支架材料除具有一般生物支架材料的要求外,还应与天然松质骨有相似的结构和力学性能,这里包括生物衍生松质骨、珊瑚支架等。种子细胞可采用乳鼠分离出的成骨细胞或成骨细胞系,接种在支架上进行培养。载荷直接施加在复合体上,复合体的表观应变被精确控制,可形成与骨活体内相似的力学环境,其中载荷可采用不同形状的波形,如正弦波、方波等。加载应变可达到0～10 000,频率0～100 Hz,大大包括了活体骨组织所受的力学环境。载荷形成细胞的力学环境是以支架材料的表观应变衡量,这正对应活体骨研究的力学指标。     

力学刺激对大鼠成骨细胞Integrins α2、β1、β3表达和细胞增殖、合成功能的影响

探讨在成骨细胞中Integrins调节力学信号转导可能的分子机制和周期性双轴力学应变对成骨细胞增殖与合成功能的影响。将3月龄雌性SD大鼠颅顶骨分离的成骨细胞在含10％胎牛血清的F-12培养液中培养并接种在Flexercell type I dish中。当细胞生长至亚融合状态(Subconfluence)，给细胞施加力学刺激，频率为1Hz，力学刺激分别为400、1000、4000μ strain；作用时间分别为每天30min，2h，4h，和8h，共加载2d。以未受力学刺激的细胞为对照组，受力学刺激的细胞为实验组，并进行比较。采用流式细胞技术测定和分析Integrinsα2，β1，β3在成骨细胞膜上的表达量、细胞周期分布与细胞增殖变化；采用同位素标记方法检测成骨细胞骨钙素、Ⅰ型胶原C端前肽(PICP)和总蛋白的分泌量。结果表明：(1)在3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面有Integrins α2，β1，β3的表达，β1的表达最高。(2)周期性双轴力学应变对3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面Integrins α2，β1，β3的表达量有明显上调作用，但不同强度、不同作用时间的力学应变对成骨细胞膜表面Integrins α2，β1，β3表达量上调的作用亦不相同，而β3对力学刺激最敏感；在4000μ strain力学刺激下，成骨细胞膜表面Integrins α2，β1，β3表达量上调最为明显；(3)周期性双轴力学应变400、1000μ strain的力学刺激可提高成骨细胞的增殖与合成分泌功能；在4000μ strain力学刺激下，可明显增加成骨细胞的增殖功能但成骨细胞的合成分泌功能明显受抑制。在我们实验中，3月龄雌性SD大鼠成骨细胞对力学应变的这些反应提示：(1)Integrins α2，β1，β3表达量随着应变幅度值增大而增高。(2)Integrinsα2、β1、β3的表达量的变化与成骨细胞的增殖分化功能有密切的相关关系，在低应变幅度值，随Integrinsα2、β1、β3的上调，可增加成骨细胞的增殖与合成分泌功能；在高应变幅度值，随Integrinsα2、β1、β3的上调，可明显提高成骨细胞增殖功能，但明显抑制成骨细胞的合成功能。表明Integrinsα2、β1、β3在成骨细胞的力学信号转导和细胞增殖、功能活性方面具有重要的调节作用。     

罗格列酮对高糖环境下人脐静脉内皮细胞作用的研究

目的研究罗格列酮对高糖环境下人脐静脉内皮细胞促血管生成功能的影响及其机制。方法通过MTT检测法、细胞划痕实验,探讨罗格列酮在高糖环境下对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的增殖与迁移能力的影响,并用ELISA方法检测经罗格列酮作用后高糖培养基上清中VEGF、SDF-1的含量,进行统计分析。结果经罗格列酮药物处理后的HUVEC增殖和迁移能力明显高于高糖组,且培养基中VEGF和SDF-1的含量也有显著升高。AKT阻断剂可以阻断罗格列酮对HUVEC增殖、迁移和分泌功能的促进作用。结论罗格列酮在高糖环境下可显著促进HUVEC的增殖、迁移和分泌功能,AKT信号通路在这一过程中发挥着重要的作用。     

衰变加速因子在Jurkat细胞增殖及分泌IL—2中的作用

目的 研究衰变加速因子对CD3阳性与阴性Jurkat细胞的增殖效应及对IL－2分泌的影响。方法 应用MTT比色实验观察交联DAF单抗DG3与固相化抗CD3联合作用对CD3阳性与CD3阴性Jurkat细胞增殖效应;IL－2依赖CTLL^3H-TdR掺入实验检测CD3阳性与CD3阴性Jurkat细胞IL－2的分泌;细胞ELISA检测CD3阳性与CD3阴性Jurkar细胞IL－2R的表达。结果 交联DG3可协助促进固相化抗CD3对CD3阳性Jurkat细胞的增殖效应和IL－2分泌,并可引起IL－2Rα链表达增加,此作用可被Src家族酪酸激酶抑制剂PP2所抑制,而对CD3阴性Jurkat细胞无此作用。结论 衰变加速因子可协同促进固相化抗CD3对CD3阳性Jurkat细胞的刺激增殖效应、IL－2分泌及IL－2R表达增加。     

周期性拉伸应力与人永生化角质形成细胞的黏附和铺展

背景：皮肤组织所处的力学环境以及上皮细胞的铺展状态与伤口愈合和瘢痕形成过程关系密切。 目的：分析胞外力学刺激对细胞铺展的作用,并检测细胞的增殖状态进一步分析铺展形态对细胞增殖等生理活动的影响。 方法：通过FX-4000柔性基底加载系统对人永生化角质形成细胞(HaCaT)进行周期性拉伸应力正弦波加载,加载程式0.2 Hz,10%拉伸幅度。在0,24,48 h对细胞的铺展形态进行对比,利用流式细胞仪检测分析细胞的增殖,并利用免疫荧光染色方法对比分析纽蛋白在细胞内的分布。 结果与结论：HaCaT细胞在加载24 h后分裂期细胞较多,铺展形态无明显变化;加载48 h后HaCaT细胞形态发生较为明显的变化,分裂期细胞较静态对照组略有减少;拉伸应力作用下纽蛋白的分布由细胞核周围的膜区域向细胞边缘集中。结果表明：适度的力学加载能够在保持细胞铺展和黏附状态下,促进细胞增殖;周期性持续拉伸应力的作用时间是HaCaT细胞铺展形态和与基底黏附位点的重要影响因素。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

动态力学应变对人骨膜细胞的生物学作用

探讨动态力学应变对体外分离培养的人骨膜细胞的生物学效应。使用Flexercell应力系统，将频率为1Hz、振幅为5％变形、正弦波状力学应变作用于体外培养的人骨膜细胞，在不同时间段检测细胞总蛋白含量、DNA合成量、ALP活性及骨钙素分泌量，并与空白对照组相比较，观察动态力学应变对人骨膜细胞生长、分化指标的影响。结果表明：所施加的动态力学应变对骨膜细胞的生长增殖无明显影响，但显著促进骨膜细胞向成骨细胞的分化。动态力学应变能够促进人骨膜细胞向成骨细胞分化，这可能是其对骨的生物学作用的机制之一。     

周期性机械牵张对离体成纤维细胞作用的研究进展

周期性机械牵张对离体成纤维细胞的体外培养有重要的影响。这种影响包括对离体成纤维细胞本身的影响 ,如对这些细胞的增殖、分化、细胞在载体上的排列等方面的影响 ;还包括对离体成纤维细胞某些功能的影响 ,这些功能涉及细胞对胞外基质、细胞生长因子、基质金属蛋白酶的合成与分泌等。通过对上述诸方面的最近研究进行综述 ,认为特定的周期性机械牵张可以对成纤维细胞在植入体内前先进行体外活化 ,使其达到较好的功能状态。     

周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞增殖的影响

目的探讨周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLSs)增殖能力的影响。方法实验组细胞在周期性机械拉伸频率为1.0 Hz、拉伸幅度为3%、6%和9%的条件下,分别对RA-FLSs加载2、6和12 h。对照组细胞在保持与实验组培养条件一致的情况下不进行拉伸刺激。机械拉伸后,用流式细胞术和MTS检测细胞的增殖和活性。RT-PCR检测加载后细胞周期调控因子(CyclinD1、CyclinE1、CDK2、P27)在基因水平上的表达变化。结果 6%和9%的拉伸刺激持续作用6、12 h使RA-FLSs增殖和活性显著降低(P<0.05),同时CDK2和CyclinE1的mRNA表达降低,P27 mRNA的表达增高(P<0.05),周期性机械拉伸对CyclinD1表达的影响相对较小。结论周期性机械拉伸对RA-FLSs增殖能力的影响与拉伸强度以及持续的时间有关,6%和9%的机械拉伸刺激可以抑制RA-FLSs的增殖,而这种增殖抑制作用可能是通过调控CyclinE1,CDK2和P27的表达来实现的。本研究对于探讨力学刺激在类风湿性关节炎的发病机制以及临床防治中的作用具有一定意义。     

一种小鼠肿瘤相关膜蛋白单抗对DCS细胞生物学行为的影响

探讨一种小鼠肿瘤相关膜蛋白在ＤＣＳ细胞表达的意义。方法用该蛋白抗处理ＤＣＳ细胞,观察其对细胞生长速度,软琼脂克隆形成能力,粘附性,细胞运动能力,水解酶活性,侵袭性,体内转移率等生物学行为方面的影响。结论该细胞膜蛋白可能调控小鼠肿瘤细胞增殖能力。     

NPM1基因突变调控THP-1细胞体外增殖和侵袭及其机制

目的探讨NPM1基因突变对THP．1细胞体外增殖和侵袭的影响及其机制。方法将THP．1细胞分为THP-1．mA组、空载体转染组和未处理组,THP-1．mA组使用携带人NPMl-mA的重组质粒pEGFPCI．NPMl．mA转染THP-1细胞,建立稳定表达NPM1．mA的白血病细胞系（THP-1-mA）;空载体转染组使用空载体质粒pEGFPCI转染THP-1细胞;未处理组不进行质粒转染。采用反转录PCR、免疫细胞化学检测3组细胞NPMl．mA基因和蛋白的表达;使用细胞生长曲线观察细胞体外增殖能力;流式细胞术检测细胞周期分布;细胞体外侵袭实验观察细胞体外侵袭能力;实时荧光定量PCR检测血管生成素1（Ang-1）、Ang．2mRNA的表达。结果成功构建了稳定表达NPMl．mA的白血病细胞株。与空载体转染组和未处理组比较,稳定表达NPMl。mA蛋白的THP-1．mA细胞体外增殖能力明显增强,G1期细胞比例减少,S期细胞比例增加（均P〈0．01）。与空载体转染组和未处理组比较,细胞体外侵袭实验显示THP．1-mA组细胞体外侵袭能力增强,实时荧光定量PCR显示THP．1．mA组细胞Ang．1mRNA表达增高（均P〈0．01）。结论NPMl突变基因的表达能够促进THP-1细胞体外增殖和侵袭,而Ang-1可能在其中发挥重要作用。     

蚯蚓体腔液体外抗肿瘤作用的实验研究

目的 探讨蚯蚓体腔液（Earthworm coelomic fluid,ECF）对肿瘤细胞株Siha,SW480,Colo205和PC12的生长抑制作用及作用机制.方法 通过MTT法、流式细胞仪检测及形态学观察分析蚯蚓体腔液粗提物对肿瘤细胞株及正常细胞株（Cos7）的增殖抑制作用.结果 ECF对Siha、SW480、Colo205、PC12细胞的生长均有抑制作用,但对不同肿瘤细胞系的敏感度不同.结论 蚯蚓体腔液粗提物在体外通过诱导肿瘤细胞凋亡有明显的抗肿瘤作用.     

聚β-羟基丁酸酯作为肾上腺细胞载体的实验研究

为了探索聚 β-羟基丁酸酯 (PHB)作为肾上腺细胞移植载体的可行性。将肾上腺细胞与 PHB共培养 ,观察 PHB对体外培养的肾上腺细胞增殖、分泌功能的影响。将肾上腺细胞植入到受鼠体内 ,观察受鼠体内激素水平的动态变化及局部组织学变化。肾上腺细胞可以在 PHB上生长 ,PHB对体外培养的肾上腺细胞的增殖、分泌功能无影响。实验组大鼠体内激素水平比单纯双侧肾上腺切除组的激素水平要高 ,两者差别有显著性 (P<0 .0 5 )。PHB对肾上腺细胞的生长、增殖、分泌功能无影响。PHB在体内逐步降解。PHB作为细胞载体应用于肾上腺细胞移植具有可行性。     

脑络欣通和左归丸药物血清体外培养神经干细胞的增殖与分化

BACKGROUND:Because of limited source and a relatively weak ability of differentiation and proliferation, how to take positive and effective measures to promote neural stem cell proliferation, differentiation has become the focus of research. OBJECTIVE:To investigate the effects of drug-contained sera of Naoluo Xintong versus Zuogui pill on the proliferation and differentiation of in vitro cultured rat neural stem cells. METHODS:Embryonic neural stem cells of Sprague-Dawley rats were isolated and cultured in vitro, and then were co-cultured with the serum medium containing 10% Naoluo Xintong and 10% Zuogui pill, respectively. Comparative observations were performed between two groups by inverted microscope and immunofluorescence staining. RESULTS AND CONCLUSION:Under the inverted microscope, the cells began to grow in cluster and gather into a ball, but the diameter was relatively small after 24-hour culture; the neurospheres expended further, with relatively regular shape, but no neurosphere differentiation appeared after 48 hours of culture. The average prominent length of the neurospheres in the Zuogui pill group was significantly greater than that in the Naoluo Xintong group after 5 days of culture (P < 0.05). The rate of rat neural stem cells differentiating into MAP-2-positive cells in the Zuogui pill group was significantly lower than that in the Naoluo Xintong group (P < 0.05), but the rate of differentiated cells positive for glial fibrillary acidic protein in the Zuogui pill group was significantly higher than that in the Naoluo Xintong group (P < 0.05). After 48 hours of culture, neurospheres were cultured in the different drug-contained media, and 12 hours later, the neurospheres adhered to the wall, and a small amount of cell migration occurred. Then, cell migration began to increase with time. Under the immunofluorescence staining: prominent neurons with long protrusions were increased in both two groups, but there were no significant differences in the proportion of neurons and astrocytes between two groups (P > 0.05). These findings suggest that drug-contained sera of Naoluo Xintong and Zuogui pill can both not only promote the proliferation and differentiation of in vitro cultured rat neural stem cells, but also provide a suitable microenvironment for neural cell proliferation. Additionally, there are significant differences between the two drugs. Consequently, it is feasible to induce neural cell proliferation and differentiation by Naoluo Xintong and Zuogui pill.     

Modified cell proliferation due to electrical currents

In view of the evidence that electrical currents may enhance healing of chronic wounds and retard tumour growth it is suggested that these currents normalise cell proliferation. Additional support to this contention is given by two reports: one on healing of pressure sores in man and one on tumour growth retardation in mice. The effect of an ionic environment on the cell cycle is analysed. Finally a hypothesis attempting to explain the normalising effect of electrical currents on cell proliferation is proposed. It is known that non-dividing cells, e.g. mature neurons, have high transmembrane potential (TMP) whereas fast-dividing cells, e.g. cancerous cells, have low TMP. When a cell is exposed to an electrical field, one side of the cell becomes hyperpolarised while the opposite side is depolarised. Assuming a nonlinear relationship between TMP and the transmembrane ionic currents, it can be shown that in non-dividing cells their high TMP is lowered; whereas in cells with a high division rate, their low TMP is raised due to cell exposure to the external electrical field. These alterations in transmembrane potential could contribute to the normalisation of abnormal cell proliferation.