高糖通过提高ROS水平和钙超载诱导小鼠MC3T3-E1成骨细胞凋亡

目的: 探讨钙离子(Ca²⁺)超载在高糖诱导成骨细胞株MC3T3-E1凋亡中的作用以及活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)的影响。方法: 培养小鼠颅骨源性成骨细胞株MC3T3-E1,给予高浓度D-葡萄糖诱导细胞凋亡。采用MTT法检测不同浓度D-葡萄糖处理24和48 h后MC3T3-E1细胞的增殖情况; D-葡萄糖(35 mmol/L)处理24 h后,Annexin V-FITC/PI检测细胞凋亡;Fura-2/AM荧光探针检测细胞内Ca²⁺浓度; DCFH-DA荧光探针检测ROS的生成。结果: MC3T3-E1高糖处理后,细胞增殖明显抑制呈剂量效应关系,早期凋亡率和总死亡率分别增加至(24.16±3.53)%和(63.74±4.32)%。高糖处理后细胞内ROS水平明显增加,抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸可以在降低ROS水平的同时抑制高糖所引起的成骨细胞凋亡。细胞内游离Ca²⁺水平也明显增加,并且通过膜通透性Ca²⁺螯合剂BAPTA-AM处理后,细胞内Ca²⁺浓度明显降低,同时成骨细胞凋亡率也明显降低。加入镧离子(La³⁺)离子抑制储量操纵性钙通道(store-operated Ca²⁺ channels,SOCC)可以降低细胞内Ca²⁺浓度,减低高糖所引起的成骨细胞凋亡。在高糖诱导成骨细胞凋亡中,细胞内ROS和Ca²⁺的增加呈相互促进的关系。结论: 高糖可以通过增加细胞内ROS水平,引起钙离子通过SOCC通道释放,造成细胞内Ca²⁺超载,从而诱导成骨细胞凋亡。     

左归丸含药血清通过ERK/TGF-β/Smads信号级联调控MC3T3-E1细胞增殖与分化

目的:研究细胞外信号调节激酶(ERK)/转化生长因子β(TGF-β)/Sma和Mad相关蛋白(Smads)信号级联在左归丸含药血清干预成骨前体细胞系MC3T3-E1细胞增殖与分化中的作用。方法:以倍美力为阳性对照药,对Sprague-Dawley(SD)雌性大鼠灌服高、中、低剂量的左归丸混悬液,7 d后腹主动脉取血分离含药血清。采用噻唑蓝(MTT)法检测左归丸含药血清对MC3T3-E1细胞的增殖作用,采用改良钙钴染色法检测碱性磷酸酶(ALP)表达,采用茜素红染色法检测钙化结节,采用Western blotting法检测核结合因子α1(Cbfα1)和Ⅰ型胶原(ColⅠ)蛋白表达,采用real-time RT-PCR法检测TGF-β₁、Smad4和Smad2 mRNA表达。结果:左归丸含药血清对MC3T3-E1细胞的促增殖作用呈剂量和时间相关性,其中以低剂量且体积分数为15%作用48 h后对MC3T3-E1的促增殖作用最大;左归丸含药血清能促进MC3T3-E1细胞ALP表达,增强细胞基质钙化,提高Cbfα1和ColⅠ蛋白分泌,上调TGF-β₁、Smad4和Smad2 mRNA表达;加入ERK1/2信号通路特异性阻滞剂PD98059后,MC3T3-E1细胞增殖降低,ALP表达下降,细胞基质钙化减弱,Cbfα1和ColⅠ蛋白分泌降低,Smad4和Smad2 mRNA表达下调,TGF-β₁ mRNA表达进一步上调。结论:左归丸可能通过干预ERK/TGF-β/Smads信号级联而调控成骨细胞的增殖和分化,这可能是其防治骨质疏松症的机制之一。     

Caveolin-1介导流体剪切应力调控MC3T3-E1成骨细胞增殖和凋亡

背景：流体剪切应力在成骨细胞增殖和凋亡中起着重要作用。然而,Caveolin-1(Cav-1)是否参与成骨细胞中流体剪切应力诱导的增殖与凋亡过程尚不清楚。目的：探讨Cav-1在流体剪切应力调控成骨细胞增殖和凋亡中的作用。方法：选择生长状态良好的MC3T3-E1成骨细胞,加载不同时间(0,30,60,90 min)且强度为1.2 Pa的流体剪切应力,观察Cav-1蛋白的表达,筛选出时间为60 min的条件进行实验。将MC3T3-E1细胞分为：对照组、流体剪切应力组、流体剪切应力+pcDNA 3.1组(对照)、流体剪切应力+pcDNA Cav-1组(过表达质粒),分别采用流体剪切应力和过表达Cav-1等方式干预,通过q RT-PCR和Western blot检测MC3T3-E1细胞内增殖以及凋亡相关分子的表达量;通过CCK-8与Ed U实验检测MC3T3-E1细胞增殖活性;采用Hoechst 33258染色以及流式细胞术检测MC3T3-E1细胞凋亡情况。结果与结论：加载流体剪切应力后MC3T3-E1细胞中Cav-1的表达显著下调,且加载60 min表达水平最低。过表达Cav-1减弱了流体剪...     

miR-132-3p过表达对MC3T3-E1细胞增殖分化的影响

文题释义： miRNA：是一类小的非编码RNA,长度约为22个核苷酸,其主要通过结合靶标mRNA的3'UTR区诱导靶标mRNA降解或抑制其翻译,从而在转录及转录后水平调控相关基因的表达。miRNA在细胞增殖、分化及凋亡等多种生物学活动过程中起着非常重要的调控作用,并且发现它是调控骨组织细胞增殖和分化过程的重要因子之一。 MC3T3-E1细胞：是新生C57BL/6小鼠颅顶骨中分离培养所建立的一株成骨细胞株,它能够展现骨组织中成骨细胞的各个发育阶段和各种生物学特性。作为研究成骨细胞增殖和分化的理想模型,被广泛应用于国内外各种骨组织工程学研究。 背景：机械牵引力能够影响MC3T3-E1细胞的增殖分化过程,并引起细胞内miR-132-3p的差异表达。然而,牵引力是否通过调控miR-132-3p的表达来影响成骨细胞增殖分化仍需进一步研究。 目的：明确12%牵引力作用下MC3T3-E1细胞中成骨分化标志因子及miR-132-3p表达变化,并进一步探讨miR-132-3p对细胞增殖分化的影响。 方法：MC3T3-E1细胞分别加载0%,12%牵张应力,检测应力加载后碱性磷酸酶活性、骨钙蛋白及miR-132-3p mRNA的表达水平;细胞内瞬时转染miR-132-3p模拟物及其阴性对照,qRT-PCR检测转染后碱性磷酸酶、骨钙蛋白、Runt标志转录因子2 mRNA的表达,CCK-8法检测miR-132-3p对细胞增殖能力的影响。 结果与结论：①12%牵张应力作用下,MC3T3-E1细胞中碱性磷酸酶活性、骨钙蛋白mRNA表达水平下调(P < 0.01),miR-132-3p表达水平显著升高(P < 0.05);②细胞内转染miR-132-3p后,miR-132-3p模拟物组成骨分化标志因子碱性磷酸酶、骨钙蛋白、Runt标志转录因子2 mRNA表达水平显著降低(P < 0.05);③相比于阴性对照组,miR-132-3p 模拟物转染24,48,72 h后细胞增殖能力明显降低(P < 0.001),且在转染48 h后降低最明显;④结果说明12%周期性循环牵张应力能够通过过表达miR-132-3p负向调节MC3T3-E1细胞的增殖和成骨分化。 ORCID: 0000-0003-0696-3329(孙芬) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

不同浓度骨碎补总黄酮复合可注射骨修复材料对MC3T3-E1成骨细胞作用的实验研究

目的本实验旨在观察中药骨碎补提取物骨碎补总黄酮(AFDR)复合海藻酸基可注射骨修复材料对成骨细胞MC3T3-E1体外培养的影响。方法将成骨细胞株MC3T3-E1随机分为空白对照组、单纯使用海藻酸基可注射骨修复材料组、AFDR0.04mg/L、0.16mg/L、0.64mg/L、1.28mg/L、5.12mg/L 7组,体外复合海藻酸基可注射骨修复材料,以24h和48h为观察时间点,倒置显微镜观察MC3T3-E1细胞形态,台盼蓝拒染法检测MC3T3-E1存活率,MTT法观察细胞增殖效应,碱性磷酸酶(ALP)活性和骨钙素定量检测分别观察不同浓度骨碎补总黄酮促进MC3T3-E1分化作用,采用Von kossa钙化染色法观察其促MC3T3-E1细胞钙化作用。结果①倒置显微镜下观察复合海藻酸基可注射骨修复材料的MC3T3-E1细胞形态,细胞形态呈三角形、多边形、长梭形等,呈集落样生长,无接触抑制,有伪足伸出,胞液透亮,核圆形。AFDR各组不同程度促进成骨细胞的增殖、分化:7组能不同程度的促进成骨细胞的增殖、分化,与空白对照组比较,以0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组的成骨细胞增殖数量最多,1.28mg/L,5.12mg/L的AFDR对细胞增殖作用不明显;②MC3T3-E1平均存活率≥90%;③骨碎补总黄酮(AFDR)0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组在培养24小时和48小时,其OD值与空白对照组及组间均有显著性差异,可促进MC3T3-E1细胞增殖(P0.05和P0.01);④AFDR 0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组能使MC3T3-E1的ALP活性升高(P0.05);⑤AFDR 0.64mg/L剂量组能促进MC3T3-E1骨钙素合成(P0.05);⑥AFDR 0.16 mg/L和0.64mg/L剂量组均可促进细胞钙化(P0.05)。结论 AFDR可显著促进在海藻酸基可注射骨修复材料上MC3T3-E1的增殖、分化和钙化,其作用具有时间依赖和剂量依赖关系。     

聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物对MC3T3-E1细胞增殖活性的影响

背景:研究表明聚乳酸/羟基磷灰石复合材料与自然骨结构和性能相似,具有骨传导性和良好的生物相容性。目的:观察聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物与成骨细胞株MC3T3-E1的生物相容性。方法:分别采用普通完全培养基(对照组)与聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物浸提液(实验组)培养第3代成骨细胞株MC3T3-E1,培养3,5,7 d,采用CCK-8法检测细胞的吸光度值;在培养第7,14天检测细胞碱性磷酸酶、骨钙素、Ⅰ型胶原、核心结合因子α1/成骨特异性转录因子表达。将聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物与第3代成骨细胞株MC3T3-E1共培养,培养7,14 d细胞骨架染色及扫描电镜观察细胞在支架材料上的形态。结果与结论:随着时间的延长,成骨细胞株MC3T3-E1的吸光度值明显增加,两组细胞吸光度值比较差异无显著性意义。实验组培养第7天细胞碱性磷酸酶活性高于对照组(P0.05),培养第14天细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、核心结合因子α1/成骨特异性转录因子表达高于对照组(P0.05)。种植7 d后细胞在材料上贴附生长,细胞呈多角形;种植14 d后细胞较7 d前数目明显增多,且完全伸展,呈多角形和梭形。表明聚乳酸/羟基磷灰石纳米复合物对成骨细胞有良好的生物相容性,无细胞毒性。     

乌司他丁对骨水泥颗粒诱导MC3T3-E1鼠前成骨细胞凋亡的干预作用

背景:前期研究发现,乌司他丁对RANKL诱导RAW264.7细胞活化为成熟破骨细胞具有一定的抑制作用,并可降低基质金属蛋白酶9的表达,但其对聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥促成骨细胞凋亡效应是否有干预作用尚不清楚。目的:探讨乌司他丁对骨水泥颗粒诱导MC3T3-E1鼠前成骨细胞凋亡及Ⅰ型胶原、骨钙素、基质金属蛋白酶2 mRNA表达的影响。方法:取第六七代生长状态良好的MC3T3-E1鼠前成骨细胞,分4组培养,骨水泥组加入1 g/L的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥悬液;高、低剂量乌司他丁组在加入1 g/L的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥悬液后,再分别加入5 000,500 U/mL的乌司他丁;设置单独培养的细胞为空白对照。MTT法检测细胞增殖活性,茜素红染色检测细胞矿化程度,流式细胞仪检测细胞凋亡率,半定量RT-PCR检测细胞中Ⅰ型胶原、骨钙素、基质金属蛋白酶2 mRNA的表达。结果与结论:与空白对照组比较,骨水泥抑制了MC3T3-E1细胞增殖活性(P0.05),促进了细胞凋亡(P0.05),在加入不同浓度乌司他丁后,细胞增殖活性逐渐增强(P0.05),凋亡率降低(P0.05),且呈剂量时间依赖关系;骨水泥降低了细胞中Ⅰ型胶原、骨钙素表达(P0.05),升高了基质金属蛋白酶2表达(P0.05),在加入5 000 U/mL乌司他丁后,细胞基质金属蛋白酶2表达降低,Ⅰ型胶原、骨钙素表达升高(P0.05)。骨水泥组无矿化结节,其他组均有矿化结节形成。结果表明乌司他丁对骨水泥诱导MC3T3-E1鼠前成骨细胞凋亡具有一定的抑制作用,可促进成骨细胞中Ⅰ型胶原、骨钙素的生成,并降低基质金属蛋白酶2的表达水平。     

纳米壳聚糖对MC3T3-E1成骨细胞生长的影响

背景：已有体内急性毒理实验证实,壳聚糖纳米微囊的半数致死量高于2 000 mg/kg,但其具体致病机制目前尚不明确。 目的：分析纳米壳聚糖作为骨替代材料对MC3T3-E1成骨细胞生长及大鼠肝、肾等器官生理功能的影响。 方法：将MC3T3-E1成骨细胞分别在含0(对照)、10 mg/L、100 mg/L、1 g/L、10 g/L纳米壳聚糖的DMEM培养液中培养,检测各组细胞A值。透射电镜观察10 g/L纳米壳聚糖溶液培养MC3T3-E1成骨细胞24 h后的细胞形态变化。采用PBS制备10 g/L纳米壳聚糖悬浮液,分别以166.67,16.67 mg/kg经腹腔注射至SD大鼠体内4周,每周3次,正常对照组注射等量生理盐水,血清生化指标分析大鼠肝、肾功能,病理切片观察组织形态学改变、炎症细胞浸润情况。 结果与结论：与对照组比较,10 mg/L、100 mg/L、1 g/L、10 g/L的纳米壳聚糖溶液均抑制MC3T3-E1细胞的生长(P < 0.05)。透射电镜见团聚的壳聚糖存在于MC3T3-E1细胞浆中,细胞表面的伪足形成,细胞膜呈波浪状起伏,细胞核变性、碎裂及固缩。与正常对照组比较,注射纳米壳聚糖悬浮液两组大鼠血尿素氮、Na+水平均有明显升高(P < 0.05),高剂量组K+水平明显降低(P < 0.01);肝脏、肾脏均出现组织细胞凋亡现象,高剂量组凋亡更加明显。表明纳米壳聚糖可导致细胞凋亡,超过一定剂量可造成肾功能受损,对机体生理功能造成影响。     

NR2F2促进小鼠MC3T3-E1前成骨细胞增殖

目的探讨NR2F2基因对小鼠前成骨细胞增殖的影响。方法用实时定量PCR检测mRNA表达量,MTS法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞周期,ELISA-Brdu法检测细胞DNA合成速度。结果在小鼠MC3T3-E1前成骨细胞增殖速度加快时,NR2F2基因的表达增高至对照的4.57±0.30倍(P<0.01)。过表达NR2F2基因促使MC3T3-E1细胞增殖速度加快,细胞数量增加(P<0.01),细胞周期中S期细胞比例明显升高,为对照组的2倍,G2/M期比例也有增加(P<0.05)。过表达NR2F2基因使MC3T3-E1细胞的Brdu掺入率增高,DNA的合成加速(P<0.01)。结论 NR2F2使S期细胞比例增加,促进小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的增殖速度。     

Txndc5介导雌激素诱导的小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖加快

 目的 研究Txndc5基因在小鼠前成骨细胞增殖中的作用。 方法 用雌激素诱导小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1,或在MC3T3-E1细胞中分别用质粒载体过表达Txndc5和用siRNA抑制Txndc5的表达后,Western blot检测Txndc5和细胞周期蛋白水平,荧光实时定量PCR检测Cyclin A的mRNA水平,MTS法和细胞计数法检测细胞增殖速度,流式细胞术检测细胞周期。 结果 雌激素诱导MC3T3-E1增殖加快时,Txndc5的蛋白水平亦上升。抑制Txndc5的表达阻止雌激素的促细胞增殖作用。过表达Txndc5使MC3T3-E1细胞增殖速度加快,S期细胞比例增加,同步化细胞进入细胞周期18h时,过表达Txndc5组Cyclin A 的表达升高,且S期细胞比例为18.69%±4.08%,而对照组仅为8.15%±3.68%。抑制Txndc5的表达则使MC3T3-E1细胞增殖速度减慢,S期细胞比例减少,Cyclin A 的表达下降。抑制Cyclin A的表达减弱Txndc5的促细胞增殖作用。结论 Txndc5通过上调Cyclin A 的表达介导雌激素的促前成骨细胞增殖作用。     

人洗涤血小板促进成骨细胞增殖与前列腺素E2的作用

背景：对于富血小板血浆促进组织再生的理想血小板浓度、哪些成分担当重要作用以及通过何种机制发挥作用等基础问题目前还不是很清楚。 目的：观察洗涤血小板对小鼠成骨细胞株——MC3T3-E1的增殖及其产生前列腺素E2作用的相关性。 方法：将从健康成人男性志愿者身上采集并制备的洗涤血小板经反复液氮冻溶后作用于小鼠成骨细胞株MC3T3-E1,分别加入体积分数5%-15%的洗涤血小板、富血小板血浆、乏血小板血浆或和其他样品(消炎痛、肿瘤坏死因子α和转化生长因子β抑制剂SB431542)培养。采用细胞和前列腺素E2测定试剂盒测定细胞增殖与前列腺素E2的生成量,采用RT-PCR测定环氧酶2 mRNA的表达。 结果与结论：体积分数5%洗涤血小板作用于MC3T3-E1细胞1 h后开始表达环氧酶2 mRNA、并诱导产生前列腺素E2,作用3 h时环氧酶2 mRNA的表达达到峰值,而前列腺素E2的产生量在作用后6 h达到峰值(40.5 μg/L)。随着体积分数的升高,洗涤血小板对MC3T3-E1细胞增殖的促进作用逐渐降低,并且当其体积分数达到15%时呈现对MC3T3-E1细胞增殖的显著抑制作用,而洗涤血小板对MC3T3-E1细胞产生前列腺素E2的作用随着其浓度的倍比增加而显著增强。添加消炎痛会明显抑制5%洗涤血小板对MC3T3-E1细胞增殖及前列腺素E2产生的促进作用,而添加肿瘤坏死因子α(100 μg/L)则会明显增大洗涤血小板对MC3T3-E1细胞产生前列腺素E2的促进作用。另外,SB431542(15 μmol/L)可明显抑制体积分数5%的洗涤血小板对MC3T3-E1细胞增殖及前列腺素E2产生的促进作用。提示洗涤血小板促进MC3T3-E1增殖与其诱导该细胞生成前列腺素E2有密切的相关性。     

铅暴露对成骨细胞MC3T3-E1细胞线粒体的影响

目的评价铅暴露对成骨细胞MC3T3-E1线粒体的影响。方法在MC3T3-E1细胞培养瓶中加入不同浓度醋酸铅[Pb(Ac)2]溶液(0、1、10、100μmol/L)培养24 h后,分别测定其线粒体膜电位去极化程度与ATP合成量、胞浆与线粒体内细胞色素c含量以及Caspase-3活性,并利用透射电镜观察细胞线粒体形态变化。结果铅暴露可致成骨细胞MC3T3-E1线粒体膜电位降低,ATP合成减少,细胞内细胞色素c从线粒体到胞浆的释放增加,Caspase-3活性增强,并且呈明显剂量依赖关系。此外,电镜观察可见100μmol/L醋酸铅暴露组细胞线粒体明显肿胀。结论铅暴露可引起成骨细胞MC3T3-E1线粒体功能与结构损伤,从而导致细胞凋亡。     

Dlx2基因过表达与前成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化过程中的细胞凋亡和周期调控*****◆

背景：Dlx2基因在颅神经嵴细胞迁徙进入第一鳃弓过程和颅颌面骨骼发育中起重要作用,但Dlx2基因对成骨细胞分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响尚未见报道。 目的：观察Dlx2基因过表达对前成骨细胞系MC3T3-E1成骨分化过程中细胞凋亡和细胞周期调控的影响。 方法：构建反转录病毒pMSCV-puro-Dlx2并转染矿化诱导液培养下的MC3T3-E1细胞,构建稳定过表达Dlx2基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2。RT-PCR和Western blot验证Dlx2基因过表达细胞系的建立。Annexin V/PI双染色后流式细胞分选检测细胞凋亡,PI/RNase双染色后流式细胞分选检测细胞周期变化。 结果与结论：实验成功构建稳定过表达Dlx2基因的细胞系MC3T3-E1-Dlx2。发现Dlx2基因过表达促进细胞凋亡(P < 0.05),同时阻滞细胞周期于G1/G0期(P < 0.05),减低细胞增殖性,促进细胞分化行使功能。 关键词：成骨细胞分化;Dlx2基因;稳定过表达;细胞凋亡;细胞周期 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.022     

Tmed2促进体外小鼠前成骨细胞MC3T3-E1增殖

 摘要：目的 研究Tmed2基因对小鼠前成骨细胞增殖的影响。 方法 1.分别在小鼠MC3T3-E1细胞中过表达和抑制Tmed2,检测细胞增殖情况。2. 用雌激素处理细胞后,检测细胞的增殖及Tmed2基因的表达量。荧光实时定量PCR检测mRNA水平,MTS法检测细胞活力和增殖,流式细胞术检测细胞周期,Western blot法检测蛋白水平。结果 过表达Tmed2使MC3T3-E1细胞的增殖速度加快,细胞周期中S期细胞比例明显增加,且Cyclin A 的表达升高。而抑制Tmed2基因表达使MC3T3-E1细胞的增殖速度减慢。雌激素处理使细胞增殖速度加快的同时,Tmed2基因的表达显著增高。结论 Tmed2通过上调Cyclin A 的表达,使S期细胞比例增加,加快小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的增殖。此外,Tmed2的表达受雌激素的调控,可能参与雌激素促进MC3T3-E1细胞增殖的作用。     

脂多糖激活基质金属蛋白酶表达诱导MC3T3-E1细胞的增殖

背景：基质金属蛋白酶及其抑制剂是一种含Zn+的蛋白水解酶,参与了多种组织的细胞外基质降解与组织重塑过程。 目的：观察基质金属蛋白酶在脂多糖诱导的MC3T3-E1细胞增殖中的参与作用。 方法：MC3T3-E1细胞随机分为4组：对照组、脂多糖低剂量组(1 μmol/L)、脂多糖中剂量组(10 μmol/L)和脂多糖高剂量组(100 μmol/L)。分析各组细胞的细胞增殖率,并检测基质金属蛋白酶2,3,9及基质金属蛋白酶组织抑制因子1,2的表达。 结果与结论：脂多糖处理MC3T3细胞后细胞的增殖率明显增强,且具有时间依赖性和浓度依赖性,且处理后基质金属蛋白酶及其抑制剂的表达均明显增强,差异有显著性意义。结果提示,基质金属蛋白酶表达的增强参与了脂多糖诱导的MC3T3-E1细胞增殖过程。   中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

β-蜕皮甾酮促进小鼠前成骨细胞体外增殖及诱导成骨分化

文题释义：β-蜕皮甾酮：又称蜕皮激素、20-羟基蜕皮甾酮,分子式C₂₇H₄₄O₇,为黄棕色至白色粉末,味苦;主要存在于昆虫、蚕、露水草、牛膝、川牛膝等动植物体内,具有调节血糖血脂、促进胶原蛋白合成、抗疲劳、促进细胞生长和刺激真皮细胞分裂等作用,目前广泛应用于化妆品、医疗以及养殖业等领域。骨形态发生蛋白质2：是从脊椎动物骨骼基质中分离提纯的蛋白质,具有内肽酶活性、表皮生长因子模体,同源二聚体之间以二硫键相连,属于转化生长因子β家族,能诱导骨与软骨形成。骨桥蛋白：存在于矿化和活性沉积区,是一种含有Arg-Gly-Asp(RGD)结构的酸性糖蛋白,它与诱导成骨细胞成熟表型表达和矿化骨基质形成的活性蛋白密切相关。在成矿阶段,骨连接素、纤连蛋白与骨桥蛋白的表达高度相关。Ⅰ型胶原是钙盐沉积和细胞附着的支架,可促进细胞附着并刺激细胞分化。背景：β-蜕皮甾酮作为“植物类雌激素”不仅具有刺激蛋白质合成,促进碳水化合物和脂质代谢,缓解高血糖、高脂血症,以及保护内皮细胞免于凋亡并诱导其增殖的多种生物活性,而且有学者报道其在治疗骨质疏松症、骨折和其他骨骼炎症性疾病方面也有着重要的作用。 目的：观察β-蜕皮甾酮对小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1细胞)体外增殖的影响,以及在安全剂量下,β-蜕皮甾酮是否对该细胞具有诱导成骨分化的作用。方法：取第4代MC3T3-E1细胞在成骨诱导分化培养基中培养7,10,14,21,28 d后,检测细胞不同时间段成骨分化蛋白(碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白、骨桥蛋白以及钙化结节)的表达量,以鉴定该细胞是否具有成骨分化的能力;然后将MC3T3-E1细胞接种于含不同终浓度β-蜕皮甾酮(0.01,0.1,1,10,100 µmol/L)的诱导培养基中,分别于第1,2,3,4,5,6,7天利用CCK8法检测细胞的增殖活性;最后设置对照组(普通诱导培养基组)和实验组(普通诱导培养基+β-蜕皮甾酮),在相同条件下进行培养,并测定不同时间段各组细胞成骨标志蛋白的表达量。结果与结论：①MC3T3-E1细胞在成骨诱导培养基刺激下,第10天碱性磷酸酶染色以及Ⅰ型胶原蛋白荧光染色表达较高,同时碱性磷酸酶活性检测也验证了这一结果(P < 0.05);诱导培养第14天骨桥蛋白免疫细胞化学染色也有明显表达;茜红素染色显示成骨诱导后的细胞较对照组结节数量明显增加,第28天比第21天的钙结节形成数目更多、直径更大、颜色更深;②CCK 8法测得β-蜕皮甾酮对MC3T3-E1细胞作用5 d后增殖活性达到最佳,促增殖活性最佳剂量为0.01 µ mol/L、0.1 µmol/L,2种浓度之间差异无显著性意义(P > 0.05);③实验组细胞经β-蜕皮甾酮诱导培养第10天较对照组细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白表达更高;第14天实验组细胞内骨桥蛋白、骨钙素表达更高;第28天2组钙结节染色无明显差异;④结果说明,β-蜕皮甾酮能促进MC3T3-E1细胞体外增殖,且在安全剂量下能提高MC3T3-E1细胞向成骨细胞分化的能力。ORCID: 0000-0001-5641-6353(严才平) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

槲寄生多糖促进小鼠颅骨前骨细胞系MC3T3-E1的增殖及抑制凋亡的机制

目的 检测槲寄生多糖对小鼠颅骨前骨细胞（MC3T3-E1）增殖、凋亡的影响并探讨其机制。 方法 提取槲寄生多糖,分别配置成不同质量浓度（0.625 g/L,1.25 g/L,2.5 g/L,5 g/L）作用MC3T3-E1小鼠颅骨前骨细胞及对照组。流式细胞术检测细胞周期及凋亡情况,用BrdU和碱性磷酸酶（ALP）试剂盒分别检测细胞增殖及细胞外碱性磷酸酶分泌变化,通过Real-time PCR检测成骨细胞相关基因mRNA的表达水平。 结果 与对照组相比,药物处理组随槲寄生多糖浓度的上升,细胞周期S期和G₂/M的占比增多,在Annexin Ⅴ+/PI-象中的细胞百分数明显下降,细胞数量明显递增,细胞外ALP的活性呈明显递减,Runt相关转录因子2（Runtx2）、Ⅰ型胶原α1（COL1A1）链转录水平升高,且递增、递减效果都在2.5 g/L浓度之后趋于平稳。而骨钙素（OC）mRNA表达水平逐渐升高,在1.25 g/L之后平稳。 结论 槲寄生多糖能促进成骨细胞MC3T3-E1的增殖,抑制其凋亡,其机制可能与抑制碱性磷酸酶分泌以及促进骨钙素、Runt相关转录因子2、Ⅰ型胶原α1链的mRNA表达水平有关。     

牵张应力介导细胞成骨分化及相关基因的表达

背景：ERK1/2信号通路和核因子κB信号通路是否参与了牵张应力作用下MC3T3-E1细胞成骨分化及相关基因表达的调控,尚不清楚。 目的：观察机械牵张应力对作用下ERK1/2和核因子κB通路对成骨细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白、白细胞介素6表达的影响,探讨ERK1/2与核因子κB信号通路对成骨细胞分化的调控作用。 方法：体外培养的MC3T3-E1细胞,以ERK1/2通路特异性抑制剂PD098059及核因子κB通路抑制剂PDTC分别处理30 min后加载12%的拉伸应变率24 h,以正常细胞及单纯加载12%牵张应力24 h为对照。采用ELISA及Real-time PCR方法检测细胞加载前后碱性磷酸酶活性、Ⅰ型胶原、骨钙蛋白及白细胞介素6 mRNA的表达。 结果与结论：在12%牵张应力作用下,MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、白细胞介素6的表达受ERK1/2信号通路的调控,而骨钙蛋白基因表达的变化不受ERK1/2通路的影响。核因子κB信号通路抑制剂PDTC可显著抑制机械牵应张力作用下MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶活性的降低,同时抑制白细胞介素6基因的表达,而Ⅰ型胶原、骨钙蛋白基因表达的变化不受核因子κB信号通路的影响。结果表明牵张应力可以通过ERK1/2和核因子κB通路影响MC3T3-E1细胞的成骨分化及相关基因表达。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

周期性机械牵拉通过上调Runx2表达促进MC3T3-E1细胞迁移

目的 探究周期性牵拉对小鼠胚胎成骨细胞MC3T3-E1迁移功能的影响及其相关机制。方法 使用应变加载系统对体外培养的MC3T3-E1细胞施加15%幅度的牵拉,模拟细胞体内受力情况。使用划痕愈合实验检测MC3T3-E1细胞的迁移功能,使用蛋白免疫印迹法检测Runx2表达情况,使用RNA干扰技术特异性降低Runx2表达量。结果 幅度15%、频率1.25 Hz、持续24 h的周期性机械牵拉可以促进MC3T3-E1细胞的迁移,升高细胞内Runx2表达水平。在静态培养条件下,干扰Runx2能抑制MC3T3-E1细胞的迁移。干扰MC3T3-E1细胞中Runx2表达可以部分降低机械牵拉对细胞迁移的促进效应。结论 周期性牵拉可以促进MC3T3-E1细胞的迁移,在此过程中Runx2可能发挥重要作用。研究结果为寻找促进骨折愈合的创新临床治疗方法提供实验依据。     

高糖对成骨细胞MC3T3-E1凋亡和氧化应激的影响

目的评价高糖环境对成骨细胞MC3T3-E1凋亡和氧化应激的影响,为临床治疗糖尿病骨质疏松症提供实验基础。方法在细胞培养瓶中加入不同浓度高糖溶液(0、20、40、80 mmol/L)培养成骨细胞株MC3T3-E1,24 h后分别采用CCK-8测定其细胞存活率、细胞凋亡率,线粒体膜电位试剂盒测定其去极化程度,半胱天冬酶-3(Caspase-3)试剂盒检测其活性,DCFH-DA荧光探针检测ROS的生成。在80 mmol/L高糖环境暴露,MC3T3-E1细胞在抗氧化剂NAC作用下,采用上述方法测其线粒体膜电位和Caspase-3含量。结果与对照组相比,成骨细胞MC3T3-E1在高糖暴露下的存活率和线粒体膜电位下降,细胞凋亡率、细胞活性氧水平和Caspase-3活性增强,且都存在剂量依赖性;抗氧化剂NAC抑制高糖引起MC3T3-E1细胞线粒体膜电位降低和Caspase-3增高。结论高糖环境下,NAC通过抑制高糖引起的氧化应激,降低细胞凋亡率,保护成骨细胞MC3T3-E1。