间歇性加载周期性压力增加骨细胞分泌一氧化氮和前列腺素E_2

为探讨间歇性加载力学刺激对骨细胞机械敏感性的影响,应用我们实验室自制的细胞加力装置对MLOY4骨样细胞施加周期性压力(CCF),观察不同时长间歇期(5、15和30s)的力学刺激对骨细胞机械敏感性的影响。本研究运用Griess法及酶联免疫吸附测定(ELISA)法分别检测一氧化氮(NO)和前列腺素E2(PGE2)分泌水平,采用免疫荧光对细胞骨架F-actin进行染色观察。结果发现:15s以上间歇期压力加载组骨细胞分泌NO及PGE2明显高于持续加载组(P0.05),并且间歇性加载压力可提高细胞骨架顺应力学刺激方向的定向排列。该结果提示,间歇性加载周期性压力可显著提高骨细胞的机械敏感性,且与细胞骨架的定向排列有一定关系。     

间歇张应力对骨质疏松大鼠骨髓基质干细胞骨向分化中细胞骨架的影响

背景:细胞骨架在力学信号的传递中发挥着重要作用,间歇张应力可促进骨髓间充质干细胞的骨向分化,但关于骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的细胞骨架在间歇张应力作用下骨向分化中的变化尚无相关报道。目的:探讨间歇性张应力在骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化过程中对细胞骨架的影响。方法:建立大鼠骨质疏松模型,提取骨髓间充质干细胞进行体外培养,用FX-4000T Flexcell对细胞施加不同强度的间歇性张应力(5%,10%,15%),对照组不予施力,碱性磷酸酶染色明确骨向分化情况,激光共聚焦显微镜观察并应用Image ProPlus6.0软件进行分析,测定细胞面积、长宽比及骨架蛋白F-actin的积分荧光强度。结果与结论:力学作用下,骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的排列基本垂直于加力方向,所选幅度皆可促进细胞骨向分化,以10%应变组碱性磷酸酶染色最深,15%张应力组细胞排列出现连续性中断。加力后,细胞骨架发生适应性改建,F-actin纤维束平行排列似栅栏状。图像分析显示:间歇性张应力刺激下,骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞面积减小(10%,15%应变组)、长宽比增加(10%,15%应变组)、F-actin表达量增加(5%,10%,15%应变组),与对照组比较差异有显著性意义(P0.05)。由此可得,力学刺激下,在骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化的过程中,细胞骨架结构发生了相应改建。     

周期性牵张力对成骨细胞细胞骨架影响的实验研究

目的 对大鼠成骨细胞施加单轴向周期性牵张应力,观察单轴向周期性牵张应力对大鼠成骨细胞细胞骨架的影响.方法 无菌环境下,组织分离法培养SD大鼠颅骨成骨细胞,体外培养,应用DioDynamic细胞应力加载系统分别对2组第3代大鼠成骨细胞加载0%和2%的单轴向周期性牵张应力,使用免疫荧光法检测细胞骨架蛋白表达,使用激光共聚焦显微镜观察细胞骨架的变化,随即抽取视野并测量各组细胞骨架蛋白表达的荧光强度,进行统计学分析.结果 经统计学计算,施加单轴向周期性牵张应力实验组与空白对照组相比,实验组大鼠成骨细胞骨架蛋白的荧光表达减弱;应力纤维变细,明显沿受力方向分布.结论 DioDynamic细胞应力加载系统可以很好地模拟生物体内成骨细胞所受单向周期牵张应力;大鼠成骨细胞细胞骨架感知单轴向周期性牵张应力,参与细胞的力学信号转导和细胞形态重构.     

应用原子力显微术表征细胞骨架形貌和测量中等纤维弹性模量的实验研究

引言细胞骨架是普遍存在于各种真核细胞和部分原核细胞内复杂的网架系统[1] 。据报道在某些疾病患者 ,如早老性痴呆症等的脑神经原细胞骨架中发现了大量扭曲变形的微管 ,仅有个别微管保持正常 ,这显示出了细胞骨架与细胞病理过程之间密切的关系 ,众多学者利用各种技术方法对其进行了广泛的研究。本研究参考微观领域中测量纳米碳管弹性模量的方法[2 ,3] ,利用原子力显微镜 (AFM )在表征细胞骨架表面形貌的基础上 ,对鼠体巨噬细胞骨架内中等纤维的弹性模量进行了首次的测量。若用此法测量并比较正常和已发生病变的微管或微丝的力学常数 ,那…     

微振动环境调控小鼠骨髓间充质干细胞的早期力学适应性及成骨分化

本研究考察微振动刺激(MVS)对小鼠骨髓来源间充质干细胞(M-BMSCs)的早期力学适应性及成骨分化的调控作用。在体外给予M-BMSCs微振动刺激,检测细胞增殖及碱性磷酸酶(ALP)表达,荧光染色观察细胞凋亡与细胞骨架,流式检测细胞凋亡,通过RT-PCR检测早期成骨相关基因runt相关转录因子2(Runx2)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、ALP表达,Western blotting检测细胞外调节蛋白激酶1/2(ERK1/2)磷酸水平。研究结果显示,微振动刺激诱导了细胞早期凋亡(受力1天后),但周期性受力3天后细胞的凋亡现象明显减少,而细胞的增殖活性并未受到明显影响;同时,微振动刺激促进了细胞骨架F-actin蛋白、ALP合成和ERK1/2的磷酸化,并上调了Runx2、Col-Ⅰ、ALP的基因表达。研究结果表明微振动刺激能对M-BMSCs的细胞活性和结构产生早期适应性改变与调节,从而促进了细胞的早期成骨分化。     

联合成像系统研究心肌细胞微区力学及细胞内钙离子变化

目的 使用联合成像系统在亚细胞水平研究心肌细胞微区力学性质及细胞内钙离子的快速变化,并探讨两者之间的关系.方法 应用原子力显微镜(AFM)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)组合成的联合成像系统对急性分离的大鼠单个心室肌细胞微区力进行检测,同时测定细胞内钙离子浓度的变化,分析细胞微区力和细胞内钙离子浓度变化两者之间的相关性.结果 观察到心肌细胞内钙离子浓度的快速变化引起了钙波的传递.通过AFM微悬臂的偏转可以计算出细胞微区力,细胞微区力的大小与细胞内钙离子浓度呈正相关(r=0.701,P=0.003).结论 联合成像系统可以同步研究心肌细胞微区力学及细胞内分子快速变化,进而在亚细胞水平研究心脏疾病的发病机制.     

老龄化自发性高血压模型大鼠与SD大鼠左冠状动脉蠕变特性的比较

背景：国内关于老龄高血压模型动物左冠状动脉一维拉伸力学性质鲜有报道。 目的：观察SD大鼠和老龄自发性高血压大鼠左冠状动脉的蠕变特性。 方法：在日本岛津电子万能试验机上对4月龄SD大鼠和老龄(12月龄)自发性高血压大鼠左冠状动脉进行蠕变实验,模拟人体温在(36.5±0.1) ℃的温度场下以0.05%/s的应变增加速度对试样施加应力,设定时间为7 200 s。 结果与结论：两组试样蠕变曲线是以指数关系变化的,在最初600 s应变变化较快,随时间延长应变缓慢上升,SD组大鼠试样7 200 s应应变上升量大于自发性高血压组,差异有显著性意义(P < 0.05)。提示正常SD大鼠左冠状动脉和老龄自发性高血压大鼠左冠状动脉具有不同蠕变特性。     

去卵巢对SD大鼠MSCs生物学特性的影响

目的:通过比较正常与双侧卵巢切除法复制的骨质疏松症(OP)模型大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)的形态学、生长曲线及细胞周期的差异,观察去卵巢对SD大鼠MSCs生物学特性的影响。方法:20只10月龄SD大鼠随机分成模型组和假手术组,每组10只;以双侧卵巢切除法复制OP模型;造模12周后,采用全骨髓贴壁法提取正常和OP大鼠MSCs;差速贴壁原理纯化MSCs;分别采用倒置相差显微镜、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)观察并比较正常与OP大鼠MSCs的形态学差异;MTT法检测正常与OP大鼠MSCs生长曲线;流式细胞仪检测正常与OP大鼠MSCs细胞周期。结果:OP大鼠MSCs细胞形态变得宽大、扁平,细胞内部细胞器减少,细胞活力下降,并有向脂肪细胞分化的现象发生;与正常组比较,OP大鼠细胞的增殖能力下降。结论:去卵巢导致大鼠MSCs形态变得宽大、扁平,体外增殖能力下降。     

人胃癌细胞骨架对ConA受体复合物分布的影响

细胞表面受体与配体交联后,可在细胞膜内重新分布,配体复合物运动导致细胞膜上受体形成簇状、斑状和帽状结构,但细胞骨架成分如何影响膜受体重新分布却不十分清楚。本实验研究细胞骨架的何种成分参与膜受体的再分布。我们观察了人胃癌细胞骨架微丝、微管解聚前后膜伴刀豆球蛋白A(Con A)受体复合物分布的状态。实验步骤为: (一)免疫荧光染色法观察细胞骨架的变化: 1.细胞松弛素B(CB)1.5 μg/ml孵育细胞5小时。 2.CB孵育5小时后,撤掉含CB培养液,用正常培养液继续培养1小时。以上两组细胞分别用罗丹明标记的鬼笔环肽(Rh-phalloidin)显示细胞骨架微丝,在荧光显微镜下观察。3.秋水仙素0.1μg/ml孵育细胞5小时;4.秋水仙素孵育细胞5小时     

人骨髓间质干细胞骨架超微结构与功能研究

目的：探讨原子力显微镜（AFM）在研究干细胞表面形貌、超微结构及细胞骨架等方面的应用，讨论MSCs 超微结构与功能的关系。方法：利用AFM 对培养了1 d及5 d的人骨髓间质干细胞（MSCs）的骨架和超微结构进行研究。结果：在AFM 下观察到了用电镜或其它显微方法所难以观察到的MSCs 许多独特的形态结构，如细胞膜骨架、伪足、细胞边缘的微丝及细胞间纤维等。结论：通过利用AFM 对MSCs观察表明，MSCs 的形态特征独特，细胞骨架明显，这种形态结构特征与其功能如多向分化潜能是相适应的，为MSCs 进一步分化为其它组织细胞作了结构上的准备。MSCs 在修复组织损伤中的应用前景十分广阔。AFM 是研究MSCs 骨架与超微结构的有力工具。