1 G和模拟微重力下前列腺癌细胞PC-3对小鼠成骨样细胞MC3T3-E1增殖和活性的影响

目的　探讨1 G和模拟微重力条件下前列腺癌细胞分泌物对成骨细胞增殖和活性的影响,以期今后用于对抗微重力导致的骨质丢失以及常人的骨质疏松。　方法　1 G条件下,将小鼠成骨样细胞MC3T3 E1与人前列腺癌细胞PC 3分别接种在混合培养板的外室和内室中培养48 h, 用MTT法检测MC3T3 E1的增殖、用PNPP法检测MC3T3 E1 的碱性磷酸酶(ALP)活性。回转器模拟微重力条件下,将培养过PC 3的培养液加入到培养24 h的MC3T3 E1培养瓶中,培养瓶固定于回转器,转速20 r/min 下继续培养48 h 后,用MTT 法检测MC3T3 E1 的增殖、用PNPP 法检测MC3T3 E1的ALP活性。　结果　1 G条件下,与PC 3混合培养后,MC3T3 E1的增殖和ALP活性均较对照组有显著增加(P<0 05)。回转模拟微重力条件下MC3T3 E1 的增殖和ALP活性比静止对照组有显著下降(P<0 05),与微重力可导致骨质丢失的现象相一致。回转培养、加PC 3 培养液的MC3T3 E1的增殖和ALP活性比回转对照组有增加趋势,但不具统计学意义(P>0 05)。　结论　前列腺癌细胞确实分泌了某种因子可刺激成骨细胞的增殖和活性,模拟微重力条件的实验结果没有1 G条件的显著,这可能是实验方法不同所导致,有待进一步深入研究。     

模拟失重骨细胞条件培养基对成骨细胞活性的影响

目的 探讨三维随机回转模拟失重培养后的骨细胞条件培养基(RCM)对成骨细胞活性的调节作用.方法 采用三维随机回转模拟失重培养小鼠骨细胞系MLO-Y448 h后,收集回转条件培养基(RCM)和未回转对照组的条件培养基(CCM),用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法、对硝基苯磷酸(pNPP)法和流式细胞术(FCM)检测RCM对小鼠成骨样细胞系MC3T3-E1增殖、周期及细胞分泌碱性磷酸酶(ALP)活性的影响.结果 三维随机回转48 h后的MLO-Y4 RCM可促进 MC3T3-E1增殖,用100%的MLO-Y4RCM和CCM培养 MC3T3-E1 48 h和72 h后,RCM组比CCM组分别增加了1.21和1.27倍,差异性极显著(P<0.001);周期检测结果表明,RCM可以使MC3T3-E1越过周期阻滞点(S期);MC3T3-E1的ALP活性在RCM组和CCM组之间无差异.结论 三维随机回转模拟失重培养骨细胞48 h后的条件培养基促进了成骨细胞的增殖;并使成骨细胞的周期越过阻滞点,对成骨细胞的ALP活性无影响.     

模拟微重力条件下奥金肽对MC3T3-E1前成骨细胞增殖的影响

目的：研究模拟微重力（simulated microgravity,SMG）条件下奥金肽（osgentide, OST）对小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖功能的影响。方法在正常细胞培养环境下,利用MTT法检测6种OST化合物对MC3T3-E1细胞增殖的影响,从中筛选出有效作用浓度的化合物,进一步利用 MTT 实验及流式细胞术分别检测 SMG 条件下1 nmol／L OST5对MC3T3-E1细胞的增殖效应及细胞周期的分布。结果在正常细胞培养环境下,1 nmol／L OST5对MC3T3-E1细胞的增殖具有显著促进作用（P＜0．01）。 MTT实验结果表明,与正常细胞培养环境相比,MC3T3-E1细胞在SMG条件下其增殖受到显著抑制。在SMG条件下,用1 nmol／L OST5处理MC3T3-E1细胞（ OST-SMG）3 d,流式细胞术检测结果表明,SMG促使更多的MC3T3-E1细胞进入G1期。1 nmol／L OST5处理MC3T3-E1细胞后S期比例比SMG条件下显著提高（P＜0．05）,表明OST5能够促进DNA合成。结论在SMG条件下,OST5能够促进成骨细胞的增殖,为研究OST5对模拟微重力相关的骨丢失防治提供了理论依据。     

阻断PI3K信号通路显著抑制成骨前体细胞MC3T3-E1的分化

目的：研究PI3K信号通路对成骨前体细胞MC3T3-E1分化的调控作用。方法：首先通过Western印迹试验检测到PI3K信号通路参与成骨细胞分化的调控。应用PI3K激酶的特异性抑制剂LY294002药物阻断PI3K信号通路的活化，通过碱性磷酸酶(ALP)和von Kossa染色观察成骨前体细胞MC3T3-E1分化的改变。结果：Western印迹试验显示，成骨细胞分化过程中PI3K信号通路明显活化。阻断该信号通路的活化显著抑制成骨细胞碱性磷酸酶的活性，同时降低成骨细胞体外形成骨结节结构的能力。结论：PI3K信号通路参与了成骨细胞分化的调控，而这种调控作用是成骨细胞分化所必需的。     

模拟失重对前成骨细胞MC3T3-E1内钙离子浓度的影响

目的：研究模拟失重对前成骨细胞MC3T3-E1内钙离子浓度的影响。方法：利用回转器模拟失重条件培养前成骨细胞MC3T3-E1 48h。然后将细胞用Fluo-3AM标记,使用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪检测细胞内钙离子浓度。结果：模拟失重条件培养后,细胞内钙离子浓度检测显示,与对照组相比,模拟失重组细胞内钙离子浓度降低。流式细胞仪结果显示,与对照组相比,模拟失重组细胞的荧光阳性率显著降低,提示模拟失重可以抑制细胞活性。结论：模拟失重导致前成骨细胞MC3T3-E1内游离钙离子浓度降低,并可能抑制细胞活性。     

长时间力学载荷抑制体外培养成骨细胞的增殖和分化

目的:观测长时间生理强度力学载荷对体外培养小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1增殖和成骨分化的影响,探讨长时间生理载荷影响骨组织的细胞生物学机理。方法:采用四点弯曲加载装置,向成骨前体细胞MC3T3-E1施加2000微应变(με)、0.5 Hz的周期性张应变,持续时间为0~24 h。然后采用MTT法检测细胞增殖活性;Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测细胞凋亡;比色法检测碱性磷酸酶(ALP)和乳酸脱氢酶(LDH)活性;RT-PCR检测ALP、骨钙蛋白(OCN)、I型胶原(Col I)的m RNA表达;免疫印迹法检测OCN和Col I蛋白,以及骨形成蛋白表达。结果:短时间的力学载荷(12 h以内)对成骨前体细胞的增殖无影响,24 h的力学载荷抑制成骨细胞增殖活性,但效果不显著;0~24 h的力学载荷均对成骨细胞的凋亡率无明显影响。短时间力学载荷可提高ALP活性和ALP m RNA表达,12 h后开始下降;短时间的力学载荷可提高OCN和Col I的m RNA和蛋白水平,但载荷作用24 h后,OCN和Col I的蛋白表达开始降低。0~8 h的载荷促进骨形成蛋白2和4的表达,12 h载荷后,蛋白表达降低。另外,长时间载荷可提高细胞培养上清的LDH活性。结论:长时间的生理力学载荷对细胞增殖的抑制作用不显著,对细胞凋亡也没有明显影响,但可显著促进细胞坏死,并抑制细胞成骨分化。     

双层含骨基质骨器官芯片的构建

目的构建双层含骨基质骨器官芯片并用于体外模拟成骨细胞和破骨细胞分化, 为抗骨质疏松药物开发提供新平台。方法使用WorkSoild软件制作双层双通道骨器官芯片设计图, 利用光刻技术制备浇注母版。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料, 通过模具浇注制备芯片主体。以牛皮质骨片为间隔, 分隔培养室4个通道进出口采用储液柱封闭。芯片验证实验分为成骨、破骨诱导组和成骨、破骨对照组, 成骨、破骨诱导组将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1和小鼠巨噬细胞RAW264.7分别接种于芯片上, 成骨诱导14 d, 破骨诱导7 d。成骨、破骨对照组为不进行诱导的MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞。观察指标包括:(1)芯片外观及密封性:芯片制备完成后拍照观察外观并通过密封实验观察密封性能。(2)生物相容性:MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞接种于芯片培养3 d及培养1、3、5 d后, 分别采用钙黄绿素乙酰氧基甲酯/碘化丙啶(AM/PI)染色和细胞增殖及毒性检测试剂盒(CCK-8)实验观察细胞存活情况。(3)成骨分化情况:对成骨诱导组细胞进行碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色观察成骨细胞诱导情...     

NICD表达下调对辐射损伤小鼠成骨细胞系MC3T3-E1增殖和功能基因表达的影响

目的利用RNA干扰抑制小鼠成骨细胞系MC3T3-E1表达Notch信号通路胞内结构域（NICD）,探讨靶向抑制NICD表达对辐射损伤MC3T3-E1细胞的增殖和相关功能基因表达的影响。方法建立抑制NICD表达的MC3T3-E1细胞株,利用实时定量PCR（qRT-PCR）和Western blot法检测其NICD基因的表达。MC3T3-E1细胞和NICD RNA干扰MC3T3-E1细胞经2 Gy γ射线照射后,用BrdU掺入法和qRT-PCR法检测上述细胞的增殖及相关功能基因的表达水平。使用Student-Newman-Keuls进行组间差异分析,两组间比较采用t检验。结果用RNA干扰技术可靶向抑制MC3T3-E1细胞表达NICD。抑制NICD表达可干扰前体成骨细胞和成骨细胞的增殖。2 Gy照射后,前体成骨细胞和成骨细胞以及NICD RNA干扰的成骨细胞的增殖明显下降,各靶细胞的相关功能基因与照射前相比的变化如下:①2 Gy照射后的前体成骨细胞成骨特导性转录因子（Runx2）表达上调,差异有统计学意义（t=2.353,P < 0.05）,NICD RNA干扰的前体成骨细胞Runx2表达下调,差异有统计学意义（t=2.353,P < 0.05）;②2 Gy照射后的前体成骨细胞和成骨细胞以及NICD RNA干扰的前体成骨细胞碱性磷酸酶（ALP）表达上调,差异有统计学意义（t=3.182、3.345、3.555,均P < 0.05）,NICD RNA干扰的成骨细胞ALP表达下调,差异有统计学意义（t=5.045,P < 0.01）;③2 Gy照射后前体成骨细胞核因子κB受体活化因子配体（RANKL）表达下调,差异有统计学意义（t=2.541,P < 0.05）,成骨细胞和NICD干扰的前体成骨细胞RANKL表达上调,差异有统计学意义（t=3.299,P < 0.05;t=10.212,P < 0.01）,而抑制NICD表达则发生相反变化,差异无统计学意义（t=0.765,P>0.05）;④2 Gy照射后的前体成骨细胞和成骨细胞骨保护素（OPG）表达下调,差异有统计学意义（t=2.994、2.782,均P < 0.05）,抑制NICD表达使前体成骨细胞OPG表达上调,差异有统计学意义（t=5.841,P < 0.01）,成骨细胞OPG表达下调,差异有统计学意义（t=2.544,P < 0.05）;⑤2 Gy照射后各靶细胞巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）表达变化趋势与RANKL表达变化情况一致。结论在不同阶段的成骨细胞中抑制NICD表达对辐射损伤表现出的作用是不同的:①可降低前体成骨细胞和成骨细胞的增殖,对辐射损伤后的前体成骨细胞的增殖有保护作用;②可通过调节Runx2从而明显抑制辐照后前体成骨细胞分化,减少骨质丢失;③辐照后各成骨细胞不会通过RANKL/OPG/RANK系统表现出对破骨细胞功能的调节作用;④成骨细胞经过调节M-CSF表现出对破骨细胞的功能抑制作用。     

人骨髓间充质干细胞定向成骨诱导中碱性磷酸酶对其成骨能力的影响

目的 探讨定向诱导人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)分化为成骨细胞过程中,碱性磷酸酶(ALP)对hBMSCs成骨能力的影响. 方法抽取骨髓,梯度离心法分离单个核细胞,在DMEM条件培养基诱导hBMSCs定向分化为成骨细胞;相差显微镜观察成骨细胞形态,MTT法检测成骨细胞增殖,测定成骨细胞ALP分泌量及成骨细胞胞内ALP含量,RT-PCR检测成骨细胞ALP mRNA的表达. 结果梯度密度离心和黏附贴壁法联合使用可得到均一的hBMSCs;体外定向诱导过程中,成骨细胞ALP含量和ALP mRNA的表达在定向诱导10 d左右开始显著升高,成骨细胞的增殖能力明显增强.随着传代次数的增加,成骨细胞的增殖能力和碱性磷酸酶分泌量以及ALP mRNA的表达呈下降趋势,与BM-Purple染色结果一致. 结论 hBMSCs经定向诱导后可以分化为成骨细胞,ALP含量的变化能够显著影响hBMSCs诱导成骨的能力.     

抗磁悬浮影响粘附在微载体上成骨细胞的形态和功能(英文)

目的探讨粘附在Cytodex-1微载体上的MC3T3-E1细胞是否可通过大梯度强磁场实现抗磁悬浮细胞培养,以及在该培养方式下不同模拟重力环境对细胞的生物学影响。方法鼠颅骨成骨细胞系MC3T3-E1接种于Cytodex-1微载体,将细胞置于大梯度强磁场的表观重力为μG,1 G和2 G位置,对应磁场强度分别为12 T,16 T和12 T,检测细胞形态、增殖、凋亡和周期。结果μG和1 G环境促进了MC3T3-E1细胞增殖,而2 G重力环境抑制了细胞增殖;大梯度强磁场环境诱导了细胞形态的改变、增加了细胞的caspase-3活性,影响了细胞周期。结论粘附在Cytodex-1微载体上的MC3T3-E1细胞在大梯度强磁场环境下可以实现抗磁悬浮培养,大梯度强磁场对细胞的形态和功能均具有较明显的影响。     

不同大小机械牵张力对成骨细胞增殖及碱性磷酸酶的影响

目的究不同大小机械牵张力对成骨细胞增殖能力及碱性磷酸酶（ALP）活性的影响,以了解牙槽骨改建机制。方法 通过自行研制的多通道细胞牵张应力加载系统对小鼠成骨样细胞MC3T3-E1同时施加0％、6％、12％和18％的机械牵张力,作用24h和48h后,用MTT法检测细胞受力后的增殖变化,ALP试剂盒检测ALP的变化。结果细胞受力后,其增殖能力随牵张力值的增大而明显增强（P〈0．01）,而ALP活性随牵张力值的增大明显降低（P〈0．01）。结论不同大小机械牵张力可以影响成骨细胞的增殖能力及ALP活性,与力值大小密切相关。     

前列腺素E2对MC3T3- E1成骨细胞基因表达谱的影响

目的 通过检测前列腺素E2( prostaglandins E2,PGE2)作用于MC3T3 - E1成骨细胞后基因表达谱的改变,探索PGE2促进骨形成作用的分子机制。方法 10 μmol/L的PGE2处理MC3T3 - E1成骨细胞30 min后,用基因芯片技术检测PGE2处理成骨细胞后基因表达谱的变化,选取在骨再生过程中重要的基因用Westem blot法检测验证。结果 PGE2处理成骨细胞后,276个基因表达上调,其中和骨再生有关的基因主要有单核细胞向巨噬细胞转化基因( monocyte to macrophage differentiation,MMD)、核受体基因(nuclear receptor subfamily 4,group A,member 2,NR4A2)、骨形态发生蛋白-7（bone morphogenetic protein-7,BMP -7）、成骨细胞特异性因子(periostin,osteoblast specific factor,POSTN)和钙黏蛋白等;168个基因表达下调,其中和骨再生有关的基因有DNA结合抑制因子1,2,3(Id1,2,3)等。Western blot结果显示,与对照组比较,PGE2处理成骨细胞后核因子- Κb( nuclear factor - Κb,NF - Κb) p65和BMP -7蛋白表达显著上升(P＜0.01),Id2蛋白表达显著下降(P＜0.O1),与基因芯片结果基本一致。结论 结合基因芯片结果和Westem blot结果,可以推测PGE2处理成骨细胞后首先激活核受体基因NR4A2,继而引起NF - Κb的活化,最后引起下游基因BMP -7和Id2等的变化从而引起成骨细胞分化,促进骨再生。     

188 Re-HEDP对体外成骨细胞增殖及细胞周期的影响

目的 观察不同剂量188Re-羟基亚乙基二膦酸盐(HEDP)近距离作用对成骨细胞增殖和细胞周期的影响.方法 在体外培养的成骨细胞中加入不同放射性浓度(0,1.85,9.61,48.00,240.50,462.50,832.50和1110.00 kBq/ml)188 Re-HEDP,继续培养24 h后检测细胞的放射性计数,了解成骨细胞摄取188Re-HEDP的能力.用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测成骨细胞增殖能力.测定细胞碱性磷酸酶(ALP)活性,以明确成骨细胞分化功能.采用流式细胞仪检测细胞周期变化.结果 成骨细胞摄取188Re-HEDP的能力较强,188Re-HEDP≤1110.00 kBq/ml时未观察到结合平台期.受188.Re-HEDP刺激后成骨细胞生长增殖旺盛、分化加强,成骨细胞存活率为(113.67±3.22)%-(122.00±6.58)%,ALP值为(0.42±0.02)～(0.50±0.05)U/L;188Re-HEDP≥33.30 MBq/ml时成骨细胞凋亡率增加[(6.26±0.09)%]并随剂量增大.188Re-HEDP作用后处于合成期的成骨细胞百分率明显增加,为(22.32±2.31)%-(35.58±5.18)%.结论 188Re-HEDP可能刺激成骨细胞增殖和分化,使合成期的细胞百分率增高.188Re-HEDP超过33.30 MBq/ml时引起成骨细胞凋亡,且凋亡率与其放射性浓度呈正相关.     

Runx2特异性siRNA筛选和功能鉴定

目的:筛选Runx2特异性siRNA,优化反应条件,抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化,探讨异位骨化基因治疗的新思路。方法:使用Ambion公司提供的网上工具,设计5条针对小鼠Runx2的mRNA的模板,用体外转录合成法合成5条siRNA;采用RT-PCR和Western blot分别从mRNA和蛋白质两个水平,在培养的MC3T3-E1成骨前体细胞中筛选有明显抑制作用的siRNA,并优化反应条件。将筛选出的siRNA转染成骨细胞,在不同时间点检测成骨细胞相关基因I型胶原、骨桥蛋白、骨钙蛋白、骨涎蛋白mRNA的表达,采用碱性磷酸酶活性分析检测碱性磷酸酶活性的变化。结果:在合成的5条siRNA中,siRNA1657-1677对Runx2的抑制效果最明显,最佳反应条件是:浓度80nM、脂质体/siRNA为1∶1、转染时间为72小时。采用RNAi技术抑制Runx2的表达可以抑制成骨相关基因如I型胶原、碱性磷酸酶、骨桥蛋白和骨钙蛋白等的表达,阻止成骨细胞分化。结论:Runx2特异性siRNA可以抑制成骨细胞分化,可用于异位骨化基因治疗的实验研究。     

成骨生长肽对体外培养成骨细胞样细胞的促成骨作用

目的：研究成骨生长肽（osteogenic growth peptide,OGP)对成骨细胞样细胞的促成骨作用。方法：体外培养SD大鼠颅盖骨的成骨细胞样细胞,用组织学,组织化学,生物化学等方法,观察OGP用药组（50瓶）与对照组（50瓶）细胞在增殖发育过程中的形态与功能变化。结果：两组细胞均有骨结节形成,但OGP组比对照组能更早更多地产生骨基质,并有高出2倍的碱性磷酸酶产生。细胞培养14d时,OGP组还出现小梁状结构。结论：OGP在明显促进成骨细胞样细胞增殖成熟的同时,能激发其更高的成骨活性,形成更多的新骨组织。     

RNF185的克隆及过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响

目的克隆RNF185全长基因,构建真核表达载体,检测其蛋白表达和亚细胞定位,并探讨RNF185过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。方法 TRIzol法提取人胚肾HEK293T细胞的总RNA,经RT-PCR反应扩增出RNF185基因,并通过酶切连接将其构建到真核表达载体pCMV-Myc和pEGFP-N1上,阳性克隆经PCR及酶切鉴定后测序。测序正确后抽提质粒作为模板扩增N端截短体,构建其真核表达载体。转染MC3T3-E1检测其蛋白表达及亚细胞定位情况。采用碱性磷酸酶染色法分析RNF185过表达对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响。结果①完成了RNF185的分子克隆,构建的真核表达载体pCMV-Myc-RNF185测序正确,所获得的序列与GenBank中收录的序列完全一致,N端截短体测序正确;②成功转染至MC3T3-E1细胞,蛋白相对分子质量大小与预期一致,全长形式定位于质膜;③RNF185及其N端截短体过表达均可抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化。结论 RNF185过表达可抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化。