机械应力刺激对成牙骨质细胞骨涎蛋白mRNA表达影响的体外研究

目的研究机械应力刺激对成牙骨质细胞矿化相关基因骨涎蛋白（bone sialoprotein,BSP）mRNA表达的影响。方法利用四点弯曲细胞力学加载装置,以体外培养的成牙骨质样细胞OCCM-30为研究对象,运用实时荧光定量技术,比较2 000、4 000μstrain张应力和压应力加载组和不加力组OCCM-30在3 h、6 h、12 h、24 hBSP mRNA表达差异。结果和对照组相比,2 000、4 000μstrain的张应力和压应力在4个时间点均抑制OCCM-30 BSP mRNA的表达,且差异有统计学意义（F=5.614,P〈0.05）。结论成牙骨质细胞是力学敏感性细胞,机械应力刺激通过影响其BSP mRNA的表达,进而可能影响成牙骨质细胞在牙根吸收和修复中的作用。     

张应力刺激下Wnt/β-catenin信号通路对成牙骨质细胞Runx2表达调控的体外研究

目的 研究张应力刺激下Wnt/β-catenin信号通路对成牙骨质细胞Runx2表达的调控。方法 以成牙骨质细胞样细胞OCCM30为研究对象,应用FX4000T应力加载装置对其加载张应力,时间为0、3、6、12 h,然后分别使用不同质量浓度的Dikkopf-1（DKK1）处理48 h,采用Western blot法检测β-catenin蛋白的表达水平,实时荧光定量聚合酶链反应法（RT-PCR）检测Runx2 mRNA的表达水平。选取最佳作用时间点（12 h）和最佳阻断剂质量浓度（150 ng•mL-1）,将样本分为A、B、C、D共4组,A组不加力不加阻断剂,B组加力加阻断剂,C组加力不加阻断剂,D组不加力加阻断剂,测量β-catenin蛋白和Runx2 mRNA的表达水平。结果 1）张应力加载3、6、12 h后,Runx2 mRNA表达水平和β-catenin蛋白水平与对照组相比均明显升高,差异有统计学意义（P<0.05）。2）不同质量浓度DKK1处理后,细胞内Runx2 mRNA的表达量呈下降趋势。3）未加载张应力的情况下,DKK1明显抑制了β-catenin蛋白的表达,Wnt/β-catenin通路被抑制;加载张应力情况下,DKK1处理组β-catenin蛋白表达低于未加DKK1处理组;不加阻断剂的情况下,张应力刺激增强了β-catenin蛋白的表达;阻断剂作用后,应力刺激组β-catenin蛋白表达相对较高。结论 机械应力刺激下Wnt/β-catenin信号通路可正向调控成牙骨质细胞Runx2基因的表达。     

周期性单轴压应力下大鼠髁突软骨细胞早期应答机制的蛋白质组学初探

目的探讨体外周期性单轴压应力对大鼠髁突软骨细胞蛋白质表达的早期影响，为阐明髁突软骨细胞的力学应答反应机制奠定基础。方法对第三代大鼠髁突软骨细胞进行周期性单轴压应力加载，分为2000μstrain加力组和对照组、4000μstrain加力组和对照组，加力时间为60min；采用双向凝胶电泳技术和质谱鉴定分析软骨细胞蛋白质表达的变化。结果与对照组相比，2000μstrain加力组细胞蛋白质表达变化无统计学意义（P〉0．05）；4000μstrain加力组细胞蛋白质表达改变，3个新蛋白点出现，5个蛋白点消失，22个蛋白点表达下调，7个蛋白点表达升高（P〈0．05）。质谱鉴定其中8个差异蛋白点分别为细胞骨架相关蛋白（丙种肌动蛋白和中间丝波形蛋白）、糖代谢相关蛋白（烯醇酶α和应激70糖调控蛋白）、信号传导相关蛋白（Raf激酶抑制蛋白），以及几种蛋白复合物。结论在体外4000μstrain周期性单轴压应力刺激下，大鼠髁突软骨细胞的蛋白表达谱明显改变，这些差异蛋白可能参与早期的力学应答反应。     

骨形态发生蛋白2对成牙骨质细胞中硬化蛋白表达调控机理的研究

目的 探索成牙骨质细胞OCCM-30中骨形态发生蛋白2（BMP2）对硬化蛋白（SOST）表达的调控机制。方法 用2种质量浓度的BMP2（50、100 ng·mL^-1）处理成牙骨质OCCM-30细胞3、5、7 d,相同体积的PBS液为对照组,采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-PCR）、免疫印迹法检测SOST mRNA和蛋白的表达情况。将OCCM-30细胞分为5组：空白对照组、BMP2组、BMP2+dorsomorphin组、BMP2+SB202190组、BMP2+PD98059组,根据分组分别加入100 ng·mL^-1的BMP2和相应的试剂共培养,于3、5 d时检测SOST mRNA和蛋白的表达情况。结果 100 ng·mL^-1 BMP2对SOST表达的上调作用强于50 ng·mL^-1 BMP2,且有时间依赖性（P<0.05）。BMP2+dorsomorphin组、BMP2+ SB202190组、BMP2+ PD98059组的SOST mRNA水平和蛋白质水平均降低,其中BMP2+dorsomorphin组降低最明显（P<0.05）。结论 成牙骨质细胞中BMP2主要是通过Smad信号通路介导上调SOST的表达。     

不同加载时间周期性张应力对大鼠颅底软骨细胞的影响

目的: 构建颅底软骨细胞体外培养力学刺激模型,研究周期性张应力对颅底软骨细胞主要细胞外基质（Ⅱ型胶原）和Sox9表达的影响。方法: 采用FX-5000T应力加载系统对体外培养的第2代大鼠颅底软骨细胞分别施加3、6、12、24 h的周期性张应力,加力值均为10%形变率,频率均为1 Hz。加力后即刻收集细胞,提取总RNA,实时荧光定量 PCR技术检测颅底软骨细胞Ⅱ型胶原（type-Ⅱcollagen,Col-Ⅱ）和Sox9 mRNA的表达。采用SPSS 17.0软件包对数据进行统计学分析。结果: 与对照组（加力0 h）相比,加力3 h组Col-Ⅱ和Sox9表达下降,且后者有显著差异（P<0.05）;加力6 h组Col-Ⅱ和Sox9表达显著下降（Col-Ⅱ,P<0.01;Sox9,P<0.05）;加力12 h组Col-Ⅱ和Sox9表达较6 h组有所上升,与对照组相比差异无统计学意义;加力24 h组中,两者表达与对照组相比显著升高（P<0.05）。结论: 周期性张应力可影响颅底软骨细胞增殖及细胞外基质合成,加力短时间基质合成抑制,增加加力时间则明显促进基质合成,且成软骨分化标志物Sox9 mRNA表达水平差异先于Col-Ⅱ出现。     

体外张应力对人牙周膜细胞串珠素表达的影响

目的： 观察体外周期性张应力对人牙周膜细胞（human periodontal ligament cells, hPDLCs）串珠素的表达影响,探讨应力作用下牙周组织改建的分子机制。方法：采用酶消法分离培养hPDLC,通过应力加载仪对细胞施以12% elongation、1 Hz的单轴张应力。加力时长分别为0、12、24、48 h。然后通过实时定量PCR和ELISA方法分别检测张应力下不同时间点串珠素基因和蛋白的表达变化。采用SPSS19.0软件包对数据进行统计学分析。结果：张应力加载后,串珠素mRNA在加力的前12 h内表达水平出现短暂升高,但无显著差异。随着加力时间延长,mRNA表达持续下降,48 h后达到最低水平,至对照组的0.28±0.05 (P<0.05);而细胞基质内的串珠素蛋白表达则随着加力时间一直下降,48 h后从（14.03±0.71） pg/mL（对照组）降低到最低水平（11.06±0.15） pg/mL,差异显著（P<0.05）。结论：张应力刺激可下调人牙周膜细胞串珠素基因及蛋白表达,下降趋势与时间具有相关性,提示串珠素可能在牙周膜对机械力刺激的反应中发挥作用。     

机械压应力下骨硬化蛋白对成牙骨质细胞功能影响及机制的体外研究

目的 探究骨硬化蛋白（SOST）对处于机械压应力中的永生化成牙骨质细胞（OCCM-30）的功能影响及其相关的机制。方法 用不同浓度SOST培养液（0、25、50、100 ng·mL ^-1）处理细胞后依靠四点弯曲细胞力学加载器对细胞加载大小为2 000 μstrain、频率是0.5 Hz的单轴压应力6 h,用免疫印迹法检测β-连环蛋白（β-catenin）、磷酸化的细胞信号转导分子p-smad1/5/8、细胞信号转导分子smad1/5/8的蛋白水平;用碱性磷酸酶（ALP）活性检测法检测ALP活性;用荧光实时定量PCR检测核心结合蛋白因子2（Runx-2）、骨钙素（OCN）、骨涎蛋白（BSP）以及细胞核因子κB受体活化因子（RANKL）、骨保护因子（OPG）的表达。结果 p-smad1/5/8随着SOST浓度增加,呈减低的趋势,而β-catenin、smad1/5/8未有显著差异性。在仅对细胞加力时ALP活性降低,随SOST浓度升高,ALP活性逐渐发生下降,Runx-2、OCN和BSP的表达也都呈现降低趋势,RANKL的表达随着SOST增加而升高,OPG则随之下降。结论 压应力下,SOST的升高会对骨形态发生蛋白（BMP）/smad 通路产生抑制作用,对β-catenin表达未产生明显改变。外源性SOST对于BMP存在反馈性的负向调节作用。压应力下SOST对OCCM-30的矿化功能是抑制的,其机制或许是一方面利用BMP信号通路对成骨相关因子Runx2、OCN、BSP等实现下调,另一方面提高了与破牙骨质有关分子 RANKL/OPG的比率。     

应力对人牙周膜成纤维细胞Ⅰ型胶原和纤连蛋白mRNA表达的影响

目的 探讨机械应力下人牙周膜成纤维细胞(human periodontal ligament fibroblasts,hPDLF)Ⅰ型胶原和纤连蛋白mRNA表达的变化,为阐明力信号的细胞内转导机制提供依据. 方法 对体外培养的hPDLF分别施加不同动态张、压应力(强度为1000、2000、4000 μstrain,加力时间为0、0.5、1、4、8、12 h),定量聚合酶链反应(PCR)检测Ⅰ型胶原和纤连蛋白mRNA表达. 结果 随时间延长1000 μstrain张应力和压应力均使Ⅰ型胶原和纤连蛋白mRNA表达增强,2000 μstrain和4000 μstrain张应力均使Ⅰ型胶原mRNA表达先增强1 h后减弱,而2000 μstrain和4000μstrain压应力均使Ⅰ型胶原mRNA表达持续减弱,2000 μstrain张应力和压应力均使纤连蛋白mRNA表达持续增强,而4000 μstrain张应力和压应力均使纤连蛋白mRNA表达先增强4 h后减弱. 结论 本项实验提供的应力范围内动态张应力和压应力刺激可改变hPDLF Ⅰ型胶原和纤连蛋白mRNA的表达.     

张应力对骨髓基质细胞分化和力生长因子表达的影响

目的探讨张应力加载下骨髓基质细胞力生长因子（MGF）表达的影响及量效关系。方法骨髓基质细胞原代培养后加力不同时间经形态学观察,ELISA检测各组BMSC培养上清中ALP的浓度,Western blot检测加力后骨髓基质细胞MGF的表达。结果机械拉伸刺激下BMSC的形态学特性逐渐发生改变。加载0h、1h、3h、6h、12h、24h位移为1mm,频率为0.5Hz的机械张应力,均可增强BMSC的ALP活性,其中24h时ALP OD值最高（P〈0.05）。Western Blot分析BMSC加力后MGF蛋白的表达,结果为细胞加力后MGF在1h开始有变化,MGF表达水平随加力作用时间延长而增高,组间比较差异有统计学意义（P〈0.05）。结论 MGF可能通过刺激骨髓基质细胞ALP的分泌而促进其向成骨方向分化。     

机械应力对人牙周膜成纤维细胞整合素β1mRNA表达的调节

目的观察机械力刺激对人牙周膜成纤维细胞整合素β1 mRNA表达的影响。方法用Forcel四点弯曲加载装置通过对体外培养的人牙周膜成纤维细胞分别施加不同动态张、压应力（强度为1 000、2 000、4 000 μstrain，加力时间为0、0.5、1、4、8、12 h），采用实时荧光定量PCR法研究机械力对人牙周膜成纤维细胞整合素β1 mRNA表达的影响。结果施加动态的张、压应力后，人牙周膜成纤维细胞整合素β1 mRNA表达量下调，这种下调变化与所施加应力的性质、大小和作用持续时间相关。人牙周膜成纤维细胞整合素β1对张、压应力刺激的感应不完全一致，机械力刺激越强，整合素β1表达越明显。结论动态张、压应力刺激在本实验提供的微应力范围内可以促进目的基因mRNA表达改变，不同的机械力对细胞整合素β1效应不同。     

Biochemical markers of bone metabolism in gingival crevicular fluid during early orthodontic tooth movement

Objective:To evaluate the expression of an activator of nuclear factor-kappa (RANK), osteoprotegerin (OPG), osteopontin (OPN), and transforming growth factor ß1 (TGF-ß1) in gingival crevicular fluid (GCF) of teeth subjected to orthodontic forces.Materials and Methods:A randomized, pilot clinical trial including 10 healthy volunteers was conducted using a split-mouth design. Orthodontic elastic separators were placed between the second premolar and first molar, with the contralateral quadrant serving as a control. The GCF samples were collected from the tension and compression sites at baseline, 24 hours, and 7 days after the placement of separators. The GCF sample volumes were measured using a Periotron 8000, and total protein concentrations were determined. Levels of RANK, OPG, OPN, and TGF-ß1 were also analyzed using a multiplex enzyme-linked immunosorbent assay.Results:The control sites remained unchanged throughout the study. In contrast, the concentration of OPG significantly decreased at the compression site by 24 hours, and the amount and concentration of RANK differed significantly between the control, compression, and tension sites after 7 days. A significant increase in absolute TGF-ß1 levels was also detected at the compression site versus the control and tension sites after 7 days.Conclusion:Bone metabolism is affected by application of force to the teeth by elastic separators. Both increased expression of bone resorptive mediators (eg, RANK and TGF-ß1) and decreased expression of a bone-forming mediator (eg, OPG) on the compression side were detected.     

酪氨酸蛋白激酶抑制剂和细胞松弛素D对应力下成骨细胞ERK1/2早期变化的调控

目的观察机械应力下酪氨酸蛋白激酶（TPK）抑制剂和细胞松弛素D对体外培养的成骨样细胞细胞外信号调节激酶（ERK）1／2早期表达变化的影响。方法采用四点弯曲细胞力学加载装置系统，对人成骨样细胞进行加力：频率0．5Hz，加力板变形量4000ustrain牵张应力作用成骨样细胞（MG-63）5min时。使细胞发生单轴牵张和压缩应变。运用Westem免疫印迹检测不同方向应力应变下TPK抑制剂和细胞松弛素D对ERK1／2表达变化的影响。结果TPK抑制剂预处理后，牵张应力激活ERK的作用被明显阻断，与单纯张力组相比差异有统计学意义（P〈0.01）：而压缩应力的诱导作用未受影响（P〉0．05）：低剂量的细胞松弛素D处理后．压应力的诱导作用被明显阻断，ERK的磷酸化水平甚至低于基态，与单纯压力组相比差异有统计学意义（P〈0．01）．而牵张应力对ERK的激活仅受到一定程度的影响，与单纯张应力组相比差异有统计学意义（P〈0．05）。结论力学信号可同时激活细胞内的细胞骨架、TPK转导通道．但各自主要激活的部分存在差别．无论是牵张还是压缩，成骨细胞对力学信号的感知和转导都与微丝细胞骨架密切相关．TPK的活化可能是牵张应力引起黏附斑复合物形成后的主要后续反应．压缩应力的主要后续反应与之关系不大。     

Effect of compression on mandibular fracture haematoma-derived cells

Mechanical stress induces a variety of biochemical and morphological reactions in bone cell biology. This study aimed to investigate appropriate pressures of osteogenesis on the biological responses of 3-dimensional cultured human mandibular fracture haematoma-derived cells by compressive loading. Six patients with mandibular fractures who underwent open reduction and internal fixation were included in the study. During the operation, fracture haematomas that formed fibrin clots were manually removed before irrigation. First, pressures were applied to human mandibular fracture haematoma-derived cell-seeded collagen sponges. The sponges were subjected to mechanical compression using loading equipment applied at no compression, 0.5, or 1 mm. Compressive loading was applied to the samples prior to compression for 0, 6, 12, or 24 hours. Collagen sponge samples were collected for quantification of mRNA using several parameters including alkaline phosphatase (ALP), osteopontin (OPN), osterix (OSX), runt-related gene 2 (RUNX2), protein level, and immunocytochemistry (anti-sclerostin). Among these the 0.5 mm compression group compared with the control and 1.0 mm compression groups upregulated mRNA expression of OPN and OSX after 24 hours. Additionally, compared with the control group, a significantly higher OSX gene expression was observed in both the 0.5 mm and 1.0 mm groups after 6, 12, and 24 hours of compression (p < 0.05). However, no significant differences were observed regarding ALP and RUNX2 expression. These results indicated increased stimulation of osteogenesis of the mandibular fracture-line gap in the 0.5 mm compression group compared with the control and 1.0 mm compression groups.     

机械牵张应力对成骨细胞增殖和分化影响的初步研究

目的:研究不同力值及加力时间的机械牵张应力对成骨细胞增殖和分化能力的影响。方法:采用Flexcell牵张应力加载系统,对成骨样细胞Saos-2进行不同力值、不同时间的刺激,MTT法检测细胞受力后的增殖变化;ALP试剂盒检测细胞受力后ALP活性的变化;半定量RT-PCR检测骨钙蛋白(OC)、骨桥蛋白(OPN)的mRNA的表达;用茜素红染色观察矿化结节形成。结果:当应变值为12%时,力学刺激对成骨样细胞Saos-2增殖以及ALP活性的促进作用最强(P<0.01)。应变值为12%的力学刺激呈时间依赖性明显上调了成骨样细胞Saos-2的增殖、ALP活性以及骨桥蛋白和骨钙蛋白mRNA的表达(P<0.01);牵张应力刺激组较对照组更加容易形成矿化结节。结论:大小适宜的牵张应力可以促进成骨细胞的增殖以及分化指标如ALP活性、骨桥蛋白和骨钙蛋白mRNA的转录水平、矿化结节的形成等,说明机械牵张应力对于成骨细胞的增殖和分化发挥着重要的调控作用。     

Osterix过表达对人牙周膜细胞骨向分化的影响

目的 研究Osterix（Osx）过表达对人牙周膜细胞受力后骨向分化的影响,探讨Osx与正畸牙周组织骨改建的关系。方法 采用组织块法培养人牙周膜细胞,用重组质粒pcDNA3.1 flag- Osx 转染人牙周膜细胞。采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）和Western blot方法检测未转染组、转染空质粒组、转染Osx组细胞Osx mRNA和蛋白表达水平;并观察核心结合因子α1（Cbfα1）、碱性磷酸酶（ALP）、骨桥素（OPN）、骨钙素（OC）、骨涎蛋白（BSP）和a1（I）型胶原蛋白（Col I）的mRNA表达情况。3组细胞加载6 h离心力后,观察上述检测指标的变化。结果 转染24 h后,相对未转染组,转染空质粒组Osx mRNA和蛋白水平无明显变化（P>0.05）;而转染Osx组Osx mRNA和蛋白表达水平明显升高（P<0.01）,同时5个成骨标志基因的mRNA表达亦均明显升高（P<0.05,P<0.01）。加力6 h后,3组Osx和成骨标志基因表达水平均明显升高,但是转染Osx组Osx mRNA和蛋白表达增强更加显著,增加量约为其他两组的2倍,其 ALP、OPN、OC、BSP和Col I的mRNA表达亦升高更显著。结论 Osx过表达可以促进人牙周膜细胞在机械力作用下向成骨样细胞分化。Osx可能通过调控多种成骨基因的表达,从而在正畸牙周组织的骨改建过程中发挥着重要的作用。     

干扰素诱导蛋白10对舌鳞癌细胞增殖、凋亡的影响

目的: 探讨干扰素诱导蛋白10（IP-10）对舌鳞癌细胞CAL-27增殖、凋亡的影响以及与CXCR3A、CXCR3B基因表达的关系。方法: 将CAL-27 细胞分为 3 个实验组和 1 个对照组,3 个实验组分别采用10、20、40 ng/mL 的IP-10刺激,对照组不予刺激。刺激12、24、48、72 h时,利用CCK-8法检测 4 组细胞的增殖活性;24 h 时,利用流式细胞仪检测细胞凋亡。采用Q-PCR检测10 ng/mL IP-10作用下,CAL-27细胞在12、24、48、72 h时CXCR3A、CXCR3B mRNA的表达情况。采用SPSS16.0软件包对数据进行单因素方差分析。结果: 12 h和24 h 时,3种浓度的IP-10 均能促进 CAL-27 细胞增殖（P<0.05）;在 48 h 时,只有40 ng/mL的 IP-10 能够促进 CAL-27 细胞增殖（P<0.01）; 而在72 h时,3种浓度的 IP-10对 CAL-27 细胞的增殖均无促进作用（P>0.05）。24 h后,3个实验组与对照组相比,CAL-27细胞的增殖率降低。24 h 时,3种实验组细胞凋亡率分别为（3.377±0.575）%、（6.867±2.848）%和（5.317±2.794）%,与对照组相比具有显著差异（P<0.05）,但各实验组间无显著差异（P>0.05)。12、24、48、72 h时,CXCR3A mRNA的表达量分别为0.0130±0.0007、0.0274±0.0005 、0.0204±0.0011和0.0174±0.0006,组间差异显著（P<0.05）;CXCR3B mRNA的表达量分别为0.0124±0.0015、0.0209±0.0016、0.0297±0.0013和0.0386±0.0010,组间差异显著（P<0.05）。结论: IP-10既能促进舌鳞癌细胞CAL-27增殖又能够诱导其凋亡,随着作用时间的推移,细胞增殖率降低;CXCR3A mRNA的表达先升高后降低,而CXCR3B mRNA的表达逐渐升高。CXCR3A、CXCR3B可能参与调控IP-10诱导下的舌鳞癌细胞的增殖和凋亡。     

正畸力作用下大鼠前扣带皮质层中信号转导与转录激活因子1的表达变化

目的 研究正畸力加力后大鼠前扣带皮质层信号转导与转录激活因子1(STAT1)表达水平的变化规律,以探讨STAT1及其所在的JAK-STAT1信号通路在正畸牙移动疼痛中的介导和调控作用.方法 将112只8周龄体质量(225±25)g雄性SD大鼠随机分为实验组(96只)和对照组(16只).将实验组又分为4 h组、12h组、24h组、2d组、3d组、7d组,每组各16只.实验组和对照组均采用镍钛拉簧在双侧上颌建立大鼠正畸牙移动模型,实验组双侧均施加80 g正畸力;对照组仅安装相同正畸装置,但不施加正畸力.加力后4 h、12h、24h、2d、3d、7d分别取不同组别大鼠大脑前扣带回皮质组织,应用免疫荧光染色法和实时荧光定量PCR法进行研究.结果 对照组与实验组6个亚组之间的STAT1及p-STAT1相对表达量差异均有统计学意义;与对照组相比,STAT1表达量在加力4 h时降低(P<0.05);至加力2 d时,差异仍有统计学意义(P<0.01).4 h组、12 h组、24 h组相对表达量明显低于3 d组和7 d组,差异均有统计学意义(P<0.05);2 d组明显低于7 d组,差异有统计学意义(P<0.05).对照组与实验组之间的p-STAT1表达量差异均有统计学意义;对照组表达量低于不同时间组;4h组表达量明显低于12h组和24h组,但高于2d组、3d组和7d组;12h组表达量低于24h组,但高于2d组、3d组和7d组,2d组高于3d组和7d组,3d组高于7d组,差异均有统计学意义(P<0.05).在STAT1 mRNA表达量上,4 h、12 h、24 h、2 d、3 d、7 d的对照组与实验组的两两比较结果均无统计学差异(P>0.05).结论 正畸力作用下,大鼠前扣带皮质层中STAT1表达水平一过性降低,p-STAT1表达水平一过性升高.推测正畸疼痛的产生可能与前扣带皮质层STAT1活化为p-STAT1有关.