Effects of Simulated Microgravity on Clock and Bmal1 Gene Expression in NIH-3 T3 Cells

目的 探讨模拟微重力对NIH-3T3细胞节律基因clock与bmal1 mRNA表达的影响.方法 NIH-3T3细胞采用回转器分别回转培养6h,12 h,18h,24 h,30 h,36 h,42 h和48 h,同时设置1G静置培养为对照组.Trizol试剂提取细胞总RNA,实时定量PCR法检测节律基因clock及bmal1 mRNA在各时间点的相对表达量.通过余弦法获取节律参数,并经振幅检验分析是否存在昼夜节律.结果 clock及bmal1基因mRNA的表达趋势相近.对照组clock与bmal1 mRNA相对水平呈现节律性表达,而回转组表达无节律性.回转组mRNA相对水平最大值出现于约6h时间点,最小值出现在约18h,而对照组分别出现于约18 h与24 h.与对照组比回转组的周期延长了约16 h.回转后clock与bmal1的峰值相位前移.结论 NIH-3T3细胞中clock与bmal1的表达存在同步化的转录特征.模拟微重力可影响clock与bmal1节律的周期长度及峰值相位.     

尾吊对小鼠肝脏组织中clock与bmal1基因节律的影响

目的研究尾吊对持续黑暗条件下小鼠肝脏节律基因clock与bmal1节律表达的影响。方法常规明暗光照条件导引(entrainment)C57BL/6J(C57)小鼠1周后,在持续黑暗条件下采用头低位-30°尾吊C57小鼠,于尾吊第12天、13天、14天每隔4 h连续18个时间点进行肝脏组织取材,提取总RNA,并运用Real-time PCR方法检测肝脏组织clock和bmal1节律基因mRNA的表达变化。结果尾吊组与对照组肝脏clock与bmal1节律基因mRNA水平均呈现出节律性表达特征。在尾吊条件下,clock基因mRNA的峰值相位提前约4 h,bmal1基因mRNA表达节律的振幅在每天授时因子时间(zeitgeber time,ZT)ZT2与ZT6显著下降(P<0.05)。结论在持续全黑暗条件下,C57小鼠肝脏组织节律基因clock与bmal1的mRNA水平表现出明显的近日节律性,尾吊对clock基因产生峰值相位提前的效应,对bmal1基因产生振幅减少的效应。     

小鼠外周血白细胞节律基因bmal1、clock、cry1、per1表达的近日节律性研究

目的 探讨12 h光照、12h黑暗交替（12 h-light and 12 h-dark cycle,12L/12D）光制条件下,小鼠外周血白细胞中4种节律基因bmal1、clock、cry1、per1近日节律性的表达特点. 方法 将48只雄性C57/BL6小鼠在12L/12D光制条件下饲养4周后,按随机数字表法分为6组,每组8只.分别在6个时相点（9：00、13：00、17：00、21：00、1：00、5：00）取外周血并分离白细胞.抽提总RNA,利用实时聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）方法检测小鼠外周血白细胞中bmal1、clock、cry1、per1 4种节律基因的mRNA水平.用余弦函数作曲线拟合,获取节律参数.并经one-ANOVA分析比较基因表达峰值和谷值的差异. 结果 在明暗交替光制条件下,bmal1、clock、cry1、per1 4种基因存在明显的近日节律性,各基因表达的峰值明显高于谷值（P＜0.01）.利用拟合方程预测的clock表达峰值相位时间在5：00左右,雨bmal1、cry1、per1基因表达的峰值时间在13：00-15：00左右.clock表达的峰值时间比bmal1超前,峰值及振幅也比bmal1高（P＜0.01）;而cry1和per1表达的峰值时间、峰值大小比较接近. 结论 C57/BL6小鼠外周血白细胞bmal1、clock、cry1、per1基因表达存在明显的近日节律性.clock在正反馈中的作用强于bmal1,而cry1、per1在负反馈中的作用相似.     

PMA诱导C6细胞rPer1,rDbp基因的近日节律表达

目的寻找一种新的体外节律诱导剂以研究C6神经胶质瘤细胞近日节律基因的表达情况。方法采用PMA（phorbol 12-myristate 13-acetate），100nmol／L）及50％的马血清刺激体外培养的小鼠NIH-3T3细胞。RT-PCR检测不同时间点mPer1 mRNA的表达水平，比较两者的诱导效率；PMA刺激体外培养的大鼠C6神经胶质瘤细胞，RT—PCR检测不同时间点rPer1，rDbp mRNA的表达水平。结果PMA及50％的马血清均能诱导NIH-3T3细胞mPer1的近日节律表达且诱导效率近似；并首次发现C6细胞的rPer1，rDbp基因存在着近日节律振荡。结论PMA是一种有效的体外节律诱导剂；经PMA诱导后，C6细胞的节律基因存在近日振荡，为体外研究授时因子对近日节律的导引机制提供依据。     

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。     

褪黑素对培养的乳鼠心肌细胞内mPER1基因近日(昼夜)节律表达的影响

目的：通过对mPER1基因表达及褪黑素对其作用的分析,探讨体外培养乳鼠心肌细胞细胞搏动产生的近日（昼夜）节律机理。方法：用免疫细胞化学技术连续3d检测培养的乳鼠心肌细胞各时间点的mPER1基因表达,同时用褪黑素干涉作对照实验。结果：mPER1基因以近日（昼夜）节律方式表达,其峰值相位平均为15：20,3d的平均周期为23h。褪黑素对其周期及振幅无明显影响,但使mPER1基因表达峰值相位移至17：15。现在所观察到mPER1基因表达的近日（昼夜）节律现象与我们以前观察的心肌细胞搏动情况基本相同。结论：mPER1基因其自激振荡过程是离体培养的乳鼠心肌细胞搏动呈近日（昼夜）节律的重要因素之一,褪黑素作为“授时因子“,调控着mPER1基因表达。     

近日节律基因Period2对紫外线损伤NIH3T3细胞的影响

目的 探讨Period2(Per2)基因对紫外线损伤NIH3T3细胞的影响.方法 将Per2基因插入pcDNA 3.1,构建Per2基因的真核表达质粒,采用脂质体包裹法转导入NIH3T3细胞内.以紫外灯照射Per2基因过表达(pcDNA 3.1-Per2)的NIH3T3细胞、pcDNA 3.1空白组(pcDNA 3.1-vector)细胞和空白对照组细胞;通过流式细胞术和克隆形成试验检测稳定转染Per2阳性表达的NIH3T3细胞的凋亡、生长情况;采用单细胞凝胶电泳技术检测Per2过表达对DNA损伤后修复的影响.结果 紫外线照射后Per2阳性表达的NIH3T3细胞较其对照组细胞增殖速度快、凋亡率减少,单细胞凝胶电泳实验表明紫外线照射后,各组细胞均表现出明显的DNA损伤,但是pcDNA 3.1-Per2转染组均较pcDNA 3.1-vector及空白对照组细胞的彗星细胞出现率和拖尾细胞DNA迁移长度低.结论 节律基因Per2能抑制紫外线对细胞的损伤,其机制可能与Per2促进DNA修复作用有关.     

模拟微重力条件下成骨生长肽促进MC3T3-E1成骨样细胞的增殖与分化

目的研究回转模拟微重力(simulated microgravity,SMG)条件下成骨生长肽(OGP10-14)对MC3T3-E1成骨样细胞增殖与分化的影响。方法利用回转器模拟失重,MTT法检测OGP10-14对回转24 h,48h,72 h MC3T3-E1细胞增殖的效应,并观察培养液中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨桥素(osteopontin,OPN)活性变化。结果回转模拟微重力条件下,10-8mol/L OGP10-14能够显著促进成骨细胞系MC3T3-E1的增殖(P<0.01)并促进成骨细胞系MC3T3-E1的ALP和OPN活性。结论回转模拟微重力条件下,OGP10-14对成骨细胞系MC3T3-E1的增殖与分化具有促进作用。     

模拟微重力对人脐静脉内皮细胞形态及NO产生的影响

目的探讨回转模拟微重力对人的血管内皮细胞形态、NO产生及一氧化氮合酶表达的影响。方法利用体外培养的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC），采用回转器模拟微重力效应，在微重力条件下培养人脐静脉内皮细胞48h，同时设1g静止培养对照。倒置显微镜下观察细胞生长形态，透射电镜观察HUVEC超微结构。检测不同转速下细胞产生NO的量，及细胞中内皮型一氧化氮合酶（eNOS）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。结果微重力培养后，细胞变圆且重叠生长；回转组NO产生量高于1g对照组且与一定的回转速度呈正相关。回转组细胞eNOS表达较对照组增多且表达iNOS，对照组细胞未表达iNOS。结论微重力对体外人脐静脉内皮细胞的形态，NO产量及NOS的合成都有影响。     

回转器模拟微重力对神经细胞自噬的影响(英文)

目的探讨回转模拟微重力对人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)自噬的影响。方法利用回转模拟微重力的细胞学效应,回转条件下培养细胞12 h、24 h,相同条件下静置培养细胞作为对照。WesternBlot方法检测LC3蛋白表达变化水平。荧光显微镜观察GFP-LC3点状聚集物,计数含有大于5个GFP-LC3点状聚集物的细胞数量。结果回转组SH-SY5Y细胞LC3-II蛋白表达高于对照组,荧光显微镜检测到GFP-LC3点状聚集物也随之增多。结论回转可以引起SH-SY5Y细胞自噬增多。     

模拟失重对大鼠心肌组织细胞因子基因表达谱的影响

目的 研究模拟失重对大鼠心肌组织中部分细胞因子基因表达谱的影响,探讨模拟失重条件下心脏结构/功能可能发生的变化机制.方法 将成年雄性Wistar大鼠随机分为正常对照组(Con)及尾部悬吊模拟失重组(SUS),应用包含96种基因的细胞因子基因芯片检测各组细胞因子表达水平,选取部分表达变化细胞基因,应用Real time-PCR给予验证.结果与Con组相比,模拟失重可导致心肌组织中17种细胞因子基因表达差异超出2倍,5种(IFNA4、IL-15、IL-1b、LT-b、FGF7)被上调,12种(IGF-1、IGF-II、FGF5、VEGF-D、VEGF-C、IFN r、IL-11、IL-12B、IL-13、IL-17、IL-18、CD40L)被下调.其中,生长因子呈现较普遍下调趋势,炎性类细胞因子表达水平变化不一.结论 模拟失重2 wk可导致心肌组织中细胞因子网络调控平衡偏移,促生长性、保护性细胞因子普遍下调,而致病性、炎性细胞因子部分明显上调,其可能是失重/模拟失重条件下心肌组织功能结构重塑的重要调控机制.     

模拟失重大鼠动脉血管紧张素受体基因表达的研究

目的：探讨模拟失重下大鼠不同部位动脉血管紧张素受体mRNA表达是否发生变化。方法：大鼠被随机分为模拟失重组（SUS）与同步对照组（CON），采用尾部悬吊大鼠模型模拟失重影响。用逆转录-聚合酶链式反庆（RT-PCR）技术观察比较模拟失重下大鼠不同部位动脉血管紧张素两型受体基因表达的变化。结果：大鼠颈总动脉，腹主动脉及股动脉组织均有血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的AT1a，AT1b及AT2受体mRNA的表达；而基底动脉组织则只有AT1a和AT1bmRNA的表达。模拟失重4周大鼠颈总动脉、腹主动脉、股动脉及基底动脉组织AngⅡ的AT1a、AT1b和AT2受体mRNA的表达，较对照大鼠均无显著变化。结论：模拟失重引起大鼠动脉血管结构与功能的变化可能不是通过血管紧张素受体的变化实现的。     

强骨抗萎方对模拟失重条件下体外培养成骨细胞的影响

目的　探讨复方强骨抗萎方对模拟失重条件下体外培养成骨细胞的影响 ,拟揭示该方对抗骨丢失的分子生物学机制。　方法　分离乳鼠颅骨成骨细胞 ,体外培养后 ,分为正常对照、失重模型、强骨抗萎方大剂量 ( 2 .0 % )、中剂量 ( 1.0 % )和小剂量 ( 0 .5 % ) 5组。置回旋器 ,30r/min ,连续回旋 6 0h模拟失重 ,观察该方对回旋 12h、36h和 6 0h时大鼠成骨细胞碱性磷酸酶 (ALP)和骨钙素(BGP)生成及ALP基因转录水平 (mRNA)的影响。　结果　与正常对照组比较 ,模型组成骨细胞在回旋 12h、36h和 6 0h不同时间点的细胞培养液中的ALP活性均明显降低 ,其中 12h和 6 0h时差异显著 (P <0 .0 5 ) ;且ALPmRNA表达低微 ;BGP活性均减低 ,6 0h时差异显著 (P <0 .0 5 )。与模型组比较 ,中药复方不同剂量组于回旋不同时间点细胞培养液中的ALP活性均有不同程度升高 (P <0 .0 5 ) ;ALPmRNA表达活性也较高 ;但BGP活性无明显变化。　结论　该方能改善模拟失重条件下成骨细胞的功能 ,缓解其分化抑制状态 ,促进骨基质的形成和成熟。     

模拟微重力诱导小鼠成骨细胞微丝变化对碱性磷酸酶及骨钙蛋白的影响

目的 研究模拟微重力诱导小鼠成骨细胞微丝结构改变对碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）及骨钙蛋白（osteocalcin,OCN）的影响,探讨失重导致骨质疏松的机制.方法本研究以已建株的小鼠成骨样细胞株（MC3T3-E1）作为对象,以回转器模拟微重力效应.实验将细胞分为4组：模拟微重力组、0.5 μg/ml细胞松弛素B组、模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组及正常重力组（对照组）.培养48 h后,利用异硫氰酸荧光素鬼笔环肽（fluoresceine isothiocyanate phalloidin,FITC-phalloidin）进行免疫荧光染色,在激光共聚焦显微镜下观察各组细胞微丝的变化;同时用ALP试剂检测各组细胞培养液内ALP的酶活性,采用ELISA法检测各组细胞裂解液中OCN的表达量.结果 除正常重力组外,其余各组细胞微丝结构都出现了不同程度的解聚,张力纤维减少,失去方向性,以模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组改变最为明显.和正常重力组比较,其余各组ALP的酶活性和OCN的表达量均成下降趋势（F=17.23、121.91,P〈0.01）,且模拟微重力＋0.5 μg/ml细胞松弛素B组与模拟微重力组和0.5 μg/ml细胞松弛素B组这两组之间的差别都有统计学意义（P〈0.05）.结论 微重力影响成骨细胞ALP的酶活性及OCN的表达可能与微重力诱导细胞骨架微丝解聚相关.     

模拟微重力对大鼠皮层神经元蛋白羰基化的影响

目的研究回转模拟微重力效应对Wistar大鼠皮层神经元蛋白质羰基化的影响。方法利用回转器模拟微重力 ,将原代培养的Wistar大鼠皮层神经元分别回转 0h、1 2h、2 4h、36h、48h。提取细胞总蛋白 ,酶联免疫吸附法 (EILSA)检测羰基化蛋白的水平。结果与 1G对照组相比 ,回转 2 4h、36h、48h显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 (P <0 .0 5 )。结论回转显著增加皮层神经元羰基化蛋白的水平 ,这可能是神经元损伤的重要原因之一。     

模拟失重条件下骨形态发生蛋白-2对大鼠骨肉瘤成骨样细胞基因表达的影响

目的观察回转器模拟失重条件下骨形态发生蛋白 2 (BMP 2 )对大鼠骨肉瘤成骨样细胞 (ROS1 7/ 2 .8)基因表达的影响。方法在 1G和回转器模拟失重条件下对ROS1 7/ 2 .8细胞进行培养 ,培养液中含5 0 0ng/ml的BMP 2。在实验的 2 4、48和 72h提取细胞总RNA ,进行反转录PCR ,检测Ⅰ型胶原α1链(COL Ⅰα1 )及碱性磷酸酶 (ALP)mRNA的表达 ,并计算与内参照 β -肌动蛋白 ( β actin)mRNA水平的比值。结果BMP 2诱导组的COL Ⅰα1mRNA表达在 2 4h和 48h显著高于无BMP 2组 (P <0 .0 1 ) ,ALPmRNA水平在 48h和 72h显著高于无BMP 2组 (分别为P <0 .0 1 ,P <0 .0 5 ) ;BMP 2诱导 48h后模拟失重组的COL Ⅰα1mRNA水平显著低于 1G对照组 (P <0 .0 1 ) ,模拟失重 48h和 72h后ALPmRNA表达显著低于 1G对照组 (P <0 .0 1 )。结论BMP 2可促进大鼠骨肉瘤成骨样细胞的分化相关基因的表达 ,在模拟失重条件下细胞对BMP 2的促分化作用的反应性下降。     

模拟失重对骨形态发生蛋白2(BMP-2)诱导的ROS17/2.8细胞中ERK活性的影响

目的观察回转器模拟失重对骨形态发生蛋白2（BMP-2）诱导的大鼠骨肉瘤成骨样细胞（ROS17／2．8）中蛋白激酶ERK活性及c-fos／c-jun mRNA表达的影响。方法在地面1G和回转器模拟失重条件下培养ROS17／2．8细胞，按培养时间再分为24h和48h组，各组又分为有或无BMP-2（500ng／ml）组。提取细胞总蛋白，应用免疫沉淀和Western Blotting法检测磷酸化Elk（P-Elk）含量的变化，以反映蛋白激酶ERK的活性。提取细胞总RNA，采用反转录PCR法检测c-fos和c-jun的mRNA表达量。结果BMP-2诱导组的p-Elk表达量明显高于无BMP-2组，各时间点模拟失重组p—Elk表达量均低于1G重力对照组。模拟失重条件下24h和48h组的c-fos mRNA表达较1G对照显著降低（分别为P〈0．05，P〈0．01）。模拟失重条件下48h组的c-jun mRNA的表达显著低于1G对照水平（P〈0．01）。结论模拟失重降低了ROS17／2．8细胞中BMP-2诱导的ERK的活性，且抑制了c-fos和c-jun的基因表达。