不同重力环境对流体剪切应力致成骨细胞前列腺素E_2分泌的影响

目的　观察不同重力环境对流体剪切应力致成骨细胞前列腺素 E2 (PGE2 )分泌的变化 ,探讨重力变化对成骨细胞力学信号转导功能的影响。　方法　传代培养的大鼠乳鼠颅骨成骨细胞分别在 1G、3G及模拟失重环境中培养。6 0 h后 ,将成骨细胞置于流体槽中给予 0 .5 Pa或 1.5 Pa的流体剪切应力作用 1h,检测细胞分泌 PGE2 的变化。　结果　在 1G重力环境下培养的成骨细胞中 ,在一定的时间范围内 (5～ 6 0 m in) ,细胞 PGE2 的分泌反应随剪切应力作用时间的延长而显著增强 (P<0 .0 1) ;而在一定的剪切应力范围内 (0 .5～ 1.5 Pa) ,细胞 PGE2 的分泌反应与应力水平无明显关系 ,即不随剪切应力的大小而改变 (P>0 .0 5 )。与之相比 ,模拟失重环境下培养的成骨细胞对剪切应力的反应有显著性下降 (P<0 .0 1) ,0 .5 Pa应力作用下无 PGE2 的分泌反应 ,1.5 Pa应力作用下虽有 PGE2 的分泌 ,但分泌延缓且水平下降 (P<0 .0 1)。3G重力环境下 ,细胞对剪切应力的反应特性与 1G重力组细胞的表现相比 ,差异无显著性意义 (P>0 .0 5 )。　结论　模拟失重可以导致大鼠成骨细胞力学信号转导功能的下降 ;3G重力环境对成骨细胞的力学信号转导功能无显著影响     

模拟失重对流体剪切应力致大鼠颅骨成骨细胞PGE2分泌的影响

目的：为探讨失重环境对骨骼细胞的力学信号转导功能的影响,细胞这种功能的变化在失重性骨质稀少中的作用,以及空间飞行锻炼效果不良与之的关系。观察了模拟失重对流体剪切应力致大鼠成骨细胞PGE2分泌的影响。方法：传统代培养的大鼠乳鼠颅骨成骨细胞分为两组,一组在地面重力环境下剪切应力作用1h,检测细胞分泌前列腺素E2的变化。结果在1G重力环境下培养的成骨细胞中,在一定的时间范围内（5－60min),细胞PGE2的分泌反应随剪切应力作用时间的延长而显著增强（P＜0．01）;而在一定的剪切应力范围内（0．5－1．5Pa),细胞PGE2的分泌反应与应力水平无明显关系,即应性下降,即0．5Pa应力上无PGE2的分泌反应（P＜0．01）,1．5Pa应力作用下PGE2的分泌延缓并且分泌水平下降（P＜0．01）。结论：成骨细胞对流体剪切应反应在模拟失重环境下有下调性改变／     

模拟失重对流体剪切应力诱导成骨细胞环氧合酶-2表达的影响

目的 探讨模拟失重对成骨细胞力学信号转导功能的影响。方法 体外传代培养的大鼠乳鼠颅骨成骨细胞分为两组，一组置于回转器中培养，另一组则在地面重力环境下培养，60h后，将成骨细胞置于流室系统中进行刺激实验。流体剪切应力（FSS）分别为0．5Pa和1．5Pa，作用时间分别为30min和60min。其后进行免疫组化染色和图像分析。结果 在1G组，相同时间不同水平FSS作用诱导的环氧合酶－2（COX－2）蛋白表达无显著差异，FSS作用30min与60min所诱导的COX－2蛋白表达差异有显著性意义（P＜0．01）；模拟失重环境下COX－2蛋白表达发生下调性变化，仅在1．5Pa FSS作用60min的成骨细胞中检测到蛋白表达。相同时间和FSS下，模拟失重组与1G组COX－2蛋白表达水平的差异有显著性意义（P＜0．01）。结论 模拟失重时成骨细胞撂学信号转导功能发生了显著的下调性改变。     

模拟失重对流体剪切应力致大鼠颅骨成骨细胞PGE_2 分泌的影响(英文)

目的为探讨失重环境对骨骼细胞的力学信号转导功能的影响 ,细胞这种功能的变化在失重性骨质稀少中的作用 ,以及空间飞行锻炼效果不良与之的关系。观察了模拟失重对流体剪切应力致大鼠成骨细胞PGE2 分泌的影响。方法传代培养的大鼠乳鼠颅骨成骨细胞分为两组 ,一组在地面重力环境下培养 ,另一组则置于回转器中培养 60h。然后 ,将成骨细胞置于流体槽中给予 0 .5Pa或 1 .5Pa的流体剪切应力作用 1h ,检测细胞分泌前列腺素E2 的变化。结果在 1G重力环境下培养的成骨细胞中 ,在一定的时间范围内 ( 560min) ,细胞PGE2 的分泌反应随剪切应力作用时间的延长而显著增强 (P <0 .0 1 ) ;而在一定的剪切应力范围内 ( 0 .51 .5Pa) ,细胞PGE2 的分泌反应与应力水平无明显关系 ,即不随剪切应力的大小而改变 (P >0 .0 5)。与之相比 ,模拟失重环境下培养的成骨细胞对剪切应力的反应性下降 ,即 0 .5Pa应力作用下无PGE2 的分泌反应 (P <0 .0 1 ) ,1 .5Pa应力作用下PGE2 的分泌延缓并且分泌水平下降 (P <0 .0 1 )。结论成骨细胞对流体剪切应力的反应性在模拟失重环境下有下调性改变     

不同重力环境对成骨细胞前列腺素E2分泌的影响

目的　通过观察成骨细胞分泌前列腺素 E2 (PGE2 )的能力来研究不同重力变化对细胞力学信号转导功能的影响。　方法　分离培养大鼠乳鼠颅骨成骨细胞 ,在不同重力环境 (1G重力 ,3G超重 ,模拟失重 )培养 6 0 h后进入剪切应力流室系统中进行刺激实验。流体剪切应力 (FSS)为 1.5 Pa,作用6 0 min,在 8个时间点抽取灌流液样本进行 PGE2 的放射免疫检测。　结果　 1G和 3 G重力组 FSS作用 5 min后即可检测到 PGE2 ,其分泌量随 FSS作用时间的延长而增加 ;模拟失重组在 FSS作用 30 min才检测到 PGE2 ,其分泌量与 1G和 3G组之间的差异有非…     

不同重力环境对流体剪切应力诱导成骨细胞环氧合酶-2蛋白表达的影响

目的　探讨重力变化对成骨细胞力学信号转导功能的影响及前列腺素 E2 (PGE2 )分泌变化的机制。　方法　分离培养大鼠乳鼠颅骨成骨细胞 ,在不同重力 (1G重力 ,3G超重 ,模拟失重 )环境培养 6 0 h后进入剪切应力流室系统中进行刺激实验。流体剪切应力 (FSS)分别为 0 .5 Pa和 1.5 Pa,作用时间分别为 30 m in和 6 0 m in。其后进行免疫组化染色和图像分析。　结果　环氧合酶 - 2 (COX- 2 )主要分布在成骨细胞核膜上。在 1G和 3 G组 ,相同时间不同水平 FSS作用诱导的 COX- 2蛋白表达无显著差异 ,不同时间 FSS诱发COX- 2蛋白表达水平显…     

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。     

模拟失重对流体剪切应力诱导MG-63细胞ERK2激活的影响

目的 研究成骨细胞力学信号转导功能中酪氨酸磷酸结合结构域适应蛋白(Shc)和细胞外信号调节蛋白激酶(ERK2)的关系,并观察模拟失重条件下流体剪切应力(FSS)诱导ERK2活性的变化,以期从信号转导水平探讨模拟失重对成骨细胞力学信号转导功能的影响.方法 将负性缺失突变体质粒Shc-SH2和活性ERK质粒Myc-ERK2共同转染入MG-63细胞中,同时将真核表达载体pcDNA3和Myc-ERK2也共同转染入MG-63细胞中作为转染平行对照组,对转染细胞进行1.5 Pa流体剪切应力处理15 min.利用回转器模拟失重60 h,对转染细胞进行1.5 Pa FSS处理15 min.结果 在转染平行对照组中,FSS组中的Myc-ERK2的活性显著升高;在Shc-SH2转染组中,Myc-ERK2的活性与转染平行对照组相比显著降低(P＜0.05),在FSS组中未见Myc-ERK2活性的变化.转染了真核表达载体pcDNA3和Myc-ERK2的细胞在模拟失重条件培养及FSS作用15 min后,Myc-ERK2的活性升高,但与未进行模拟失重的对照组相比,Myc-ERK2的活性显著降低(P＜0.05).结论 在力学信号转导通路中,Shc可以介导力学信号以激活ERK2.模拟失重对细胞的力学信号转导功能具有不良影响.     

流体剪切应力对模拟失重条件下MG-63成骨样细胞Cbfα1表达的影响

目的 观察模拟失重条件下培养的人骨肉瘤MG-63成骨样细胞受流体剪切应力(FSS)作用后核心结合因子α1(Cbfα1)表达的改变,初步探讨失重情况下骨质减少的可能机制.方法 MG-63成骨样细胞传代于25 mI培养瓶中,培养24 h后细胞被随机分为模拟失重组和1 G组(每组又下设立FSS作用组和无FSS作用组).48 h后,将细胞置于流室系统中进行刺激实验.FSS强度设为0.5 Pa,作用时间分别为15、30和60 min.其后提取细胞总RNA,进行反转录PCR,检测细胞内Cbfα1 mRNA的表达,并计算与内参照GAPDH mRNA的比值.同时提取细胞总蛋白,Western Blotting检测Cbfα1蛋白的表达.结果 和无FSS作用组相比,FSS作用组的Cbfα1的表达在30 min和60 min均显著增强,且在一定的时间范围内(15～60 min)Cbfα1的表达水平随着作用时间的延长而增加.和1 G组相比,模拟失重组的Cbfα1表达水平降低,在30 min、60 min时有显著的统计学意义.结论 FSS可以促进MG-63成骨样细胞内Cbfα1的表达,模拟失重可显著抑制FSS对MG-63成骨样细胞内Cbfα1表达的诱导作用.     

模拟失重对成骨细胞细胞周期影响的实验研究

目的失重条件下骨质脱钙的机理,从目前飞行及地面实验结果看,倾向于认为骨形成受到抑制是其主要原因,特别是成骨细胞数目的减少和活性的降低。本实验旨在探讨成骨细胞增殖及细胞周期的变化,以进一步阐明空间骨丢失的机理。方法利用回转器模拟失重,观察成骨细胞增殖周期受模拟失重的影响以及三花接骨散对抗这种影响的效果。结果模拟失重作用２４ｈ后,成骨细胞增殖即已明显受到抑制;模拟失重作用下,Ｇ１期细胞显著增多,Ｓ与Ｇ２＋Ｍ期细胞显著减少;模拟失重作用１２ｈ后,经１２ｈ以上正常生长,细胞周期可恢复至对照水平;三花接骨散促进Ｇ１期细胞减少,Ｓ与Ｇ２＋Ｍ期细胞增多,具有对抗失重效应的功能。结论成骨细胞在失重环境中,Ｇ１期向Ｓ期的转化过程受到抑制,从而导致Ｇ１期细胞增多,Ｓ期与Ｍ期细胞减少,使成骨细胞的增殖受到抑制。同时细胞周期具有一定的恢复能力;而三花接骨散具有对抗失重效应,促进成成细胞Ｇ１期向Ｓ期的转化过程,促进成骨细胞增殖的功效。     

应用流式细胞术研究剪切力诱导的血小板聚集

目的　建立流式细胞术方法检测剪切力诱导的血小板聚集 (SIPA) ,研究不同剪切力作用后血小板聚集率的变化规律 ,并初步探讨SIPA测定的临床意义。方法　用锥板黏度计对全血标本施加剪切力作用 ,使血小板产生聚集反应 ,再以荧光抗体CD6 1PerCP标记血小板 ,然后进行流式细胞术分析 ,测定血小板聚集率的大小 ;同时在显微镜下直接观察血小板聚集体形态。结果　不同的剪切力作用后 ,血小板产生聚集反应程度不同。在 10 0S-1剪切作用下 ,只有少量的血小板聚集 ;5 0 0S-1时 ,血小板聚集增加 ;在高于 2 0 0 0S-1的剪切作用下 ,30s即可发生明显的血小板聚集 ,30 0 0S-1剪切作用 3min时血小板聚集率为 (5 8 4± 5 3) % ,已接近最大值 ,明显高于 10 0S-1的(9 4± 1 3) %和 5 0 0S-1的 (2 6 4±3 2 ) %。随着剪切力的增大和作用时间的延长 ,血小板聚集体逐渐增大 ,结构由松散到致密。AMI、脑梗死、TIA、糖尿病等动脉血栓相关性疾病患者的高剪切力诱导的血小板聚集明显高于正常。结论　直接的剪切力作用能够诱导血小板发生聚集反应 ,聚集程度与剪切力的大小和作用时间成正相关 ;高剪切力诱导的血小板聚集的测定对于动脉血栓相关性疾病的临床辅助诊断有一定的意义     

唾液生物标志物用于热环境军事作业负荷评价研究

目的探讨人体唾液中唾液淀粉酶（salivary amylase,AMS）、嗜铬粒蛋白A（chromogranin A,CgA）和唾液皮质醇（salivary cortisol,SC）是否可作为反映湿热环境军事作业负荷的生物学标志物。方法选取热区部队80名士兵为研究对象,随机分为4组,分别在湿热环境下进行1 h的轻度、中度、重度、极重度劳动强度军事作业以诱导军事应激。在作业前和作业结束后即刻收集唾液,运用ELISA检测试剂盒测定AMS、CgA和SC含量,并进一步采用Spearman法分析上述指标作业前后含量变化与军事作业强度的相关性。结果与作业前相比,各组AMS、CgA和SC在军事作业后均显著升高。作业前后AMS、CgA改变在不同作业强度组无显著差异,而作业后SC含量随着作业强度的增加而增加,且与作业强度显著正相关（r=0.923,P〈0.05）。结论 SC、CgA及AMS均可较好地反映受试者在热环境军事作业后的应激状态,其中SC可作为标志性生物学分子用于评估热环境条件下军事作业强度负荷。     

L-carnitine influence on oxidative stress induced by hind limb unloading in adult rats

INTRODUCTION: An improvement in the imbalance in the oxidant-antioxidant defense system would lessen the severity of any oxidative stress documented during or after spaceflight. In this study, we investigated the effects of a 14-d hind limb unloading (HLU) of rats on the formation of malondialdehyde (MDA), an oxidative biomarker and also an end-product of lipid peroxidation, in tissues and blood of rats. L-carnitine, a well-known enhancer of activities of the mitochondrial antioxidant system, was used to confirm the HLU-induced oxidative response. METHODS: Three groups of rats were used in the current study. Group 1 was a control group that was maintained on drinking water only; Groups 2 and 3 were unloaded HLU groups that were maintained on drinking water and on L-carnitine in drinking water, respectively. RESULTS: Our results showed that rats that were hind limb unloaded but maintained on water only showed enhanced levels of tissue MDA when compared with the paired hind limb loaded controls. Animals hind limb unloaded but maintained on L-carnitine in their drinking water had no increase in their tissue MDA levels when compared with the loaded controls, but their MDA levels were significantly reduced from the HLU group, p < 0.05. DISCUSSION AND CONCLUSIONS: These data indicate that HLU induced an oxidative response in rats and this response was absent in the presence of L-carnitine. The results of our study implicate the potential application of antioxidants as a useful dietary source in astronauts living in a stressful environment.     

KGF对电离辐射后十二指肠中CTGF和Bcl-2基因表达的影响

目的 观察角质细胞生长因子（KGF）对电离辐射后十二指肠结缔组织生长因子（CTGF）、凋亡相关基因Bcl-2表达的影响,初步探讨KGF在肠道损伤中的分子机制。 方法 将昆明小鼠按随机数表法分为对照组、照射组、治疗组,每组10只。对照组不给予照射,照射组与治疗组给予剂量率为0.678 Gy/min、吸收剂量8 Gy的腹腔γ射线照射;治疗组在照射前2 d及照射后3 d均腹腔注射KGF,给药量为6 mg/kg。照射后第15天处死小鼠,取十二指肠组织做病理切片并观察病理表现;采用荧光定量PCR方法检测十二指肠组织中KGF、CTGF及Bcl-2基因的表达水平。计量资料以x±s表示;两组间差异采用独立样本t检验,P < 0.05表示差异有统计学意义。 结果 对照组十二指肠肠绒毛、隐窝结构完整,排列整齐;照射组十二指肠出现绒毛萎缩、变短或脱落,部分腺窝和绒毛处可见少量凋亡细胞;治疗组肠绒毛组织结构完整,腺窝可见少量凋亡细胞。照射组十二指肠组织中KGF、CTGF、Bcl-2基因表达量上调,与对照组相比差异具有统计学意义（t=-125.55、-6.55、-6.69,均P < 0.05）。与照射组相比,治疗组CTGF基因表达量显著下调、Bcl-2基因表达量显著上调,差异均有统计学意义（t=4.89,-20.96,均P < 0.05）。 结论 KGF可能通过下调CTGF基因修复电离辐射造成的损伤,并且可能通过调节Bcl-2凋亡相关基因的表达水平来降低细胞凋亡。     

Wall shear stress distribution at the carotid bifurcation: influence of eversion carotid endarterectomy

Objectives

To test the feasibility of four-dimensional (4D) flow MRI to quantify the systolic wall shear stress (WSS_systole) and oscillatory shear index (OSI) in high-grade internal carotid artery (ICA) stenosis before and after endarterectomy (CEA).

Methods

Twenty patients with ≥60 % ICA stenosis were prospectively and consequently included. Four-dimensional flow MRI was used to measure individual time-resolved 3D blood flow velocities. Segmental WSS_systole and OSI were derived at eight wall segments in analysis planes positioned along the ICA, common (CCA) and external carotid artery (ECA).

Results

Regional WSS_systole of all patients decreased after CEA (P?<?0.05). Changes were most prominent at the ICA bulb but remained unchanged in the CCA and ECA. OSI was significantly lower after CEA in the lateral vessel walls (P?<?0.05). For analysis planes at the stenosis in- and outlet, a reduction of mean WSS_systole by 32 % and 52 % (P?<?0.001) and OSI distal to the stenosis (40 %, P?=?0.01) was found after CEA.

Conclusions

Our findings show the potential of in vivo 4D flow MRI to quantify haemodynamic changes in wall shear stress even in patients with complex flow conditions.

Key Points

? The 4D flow MRI allows in vivo measurement of individual 3D blood flow. ? Regional wall shear stress can be derived from such 3D flow data. ? Even complex flow in high-grade internal carotid artery stenosis can be analysed. ? This technique could be valuable for future studies of carotid atherosclerosis.     

脂联素对流体切应力下骨髓间充质干细胞损伤的保护作用观察

目的 探讨脂联素(APN)是否可减轻流体切应力(SS)对骨髓间充质于细胞(BMSCs)的损伤及其可能机制.方法 采用全血贴壁法分离、培养BMSCs并进行鉴定.将BMSCs分为对照组、SS组、SS+APN组,采用平板液体流动腔模型给予BMSCs流体切应力作用24h,显微镜下观察细胞形态,TUNEL染色检测BMSCs的凋亡情况,Western blotting检测Akt、p-Akt及Bax蛋白的表达.结果 与对照组比较,SS组BMSCs凋亡明显增加,Bax表达明显上调.与SS组比较,SS+APN组细胞形态明显改善,细胞增殖显著增加,Bax表达显著下调,p-Akt表达显著上调.三组Akt的表达无明显差异.结论 脂联素可通过激活Akt信号通路抑制流体切应力对BMSCs的损伤.     

The influence of flow, vessel diameter, and non-newtonian blood viscosity on the wall shear stress in a carotid bifurcation model for unsteady flow

OBJECTIVES: The atherosclerotic process in arteries is correlated with the local wall shear stress (WSS). Plaque development particularly occurs in regions with recirculation (ie, where the WSS oscillates). We investigated the effects of non-Newtonian blood viscosity, variations in flow rate, and vessel diameter on wall phenomena in a carotid bifurcation model. MATERIALS AND METHODS: The flow through a model of a carotid artery bifurcation was simulated by means of the finite element method. The whole-blood viscosity is a function of shear rate, and was modeled by the Carreau-Yasuda (CY) model. Flow rate and vessel morphology were assessed with magnetic resonance imaging. Flow rate, blood viscosity, and hematocrit levels (Hct) were measured in 49 healthy volunteers. We propose an adaptation of the CY model so that differences in Hct can be incorporated; furthermore, plasma viscosity was varied in the CY model. RESULTS: The data from our model indicate that flow increases have a larger effect on the WSS than predicted with a simple paraboloid model. Hct had more influence on the WSS when the plasma viscosity was low. Low plasma viscosity was associated with a low WSS, which implies a contradiction, because both high WSS and low plasma viscosity are thought to be indicators for a healthy system. Maximum WSS oscillations were found at the edges of the recirculation region. CONCLUSIONS: Flow and diameter changes have significant influence on wall shear stress values; the same is true for the viscosity, but to a lesser extent.     

成纤维细胞生长因子受体3在脂多糖抑制成骨细胞分化中作用的初步研究

目的本实验拟通过研究激活成纤维细胞生长因子受体3（FGFR3）信号通路时骨组织成骨细胞分化程度在内毒素血症中的变化,为进一步阐明骨组织在炎症反应中变化的机制奠定基础。方法8周龄雄性C57小鼠和FGFR3功能持续增强的软骨发育不全（Ach）小鼠各6只,分为脂多糖（LPS）组和生理盐水对照组,每组3只。LPS15mg／kg或等量生理盐水腹腔注射4小时后取右侧胫骨提取RNA,定量聚合酶链式反应（PCR）检测白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、骨钙素（OC）的变化。LPS、碱性成纤维生长因子（bFGF）处理前成骨细胞系MC3T3E14小时后定量PCR检测IL-6、TNF-α、OC水平,成骨诱导7天后检测碱性磷酸酶（ALP）活性。结果LPS刺激后,骨组织和MC3T3E1的炎症递质基因IL-6、TNF-α的RNA水平显著增加（P〈0．01）,成骨标志性基因OC表达下调（P〈0．05）。且Ach小鼠相应基因变化幅度显著高于C57的变化幅度（P〈0．05）。MC3T3E1同时用LPS与碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）处理组的IL6、TNF-α、OC水平表达水平位于单独用LPS或bFGF组之间。成骨诱导7天后LPS处理组细胞ALP活性显著低于未处理组（P〈0．05）,bFGF处理组显著增高（P〈0．01）。结论LPS刺激骨组织发生炎症反应、抑制成骨细胞分化。在整体动物水平持续性激活FGFR3信号通路加重上述反应,在细胞水平低剂量bFGF激活FGFR3减轻上述反应。