核转录因子κB信号通路在应力调控成肌细胞分化中的作用

背景：NF-κB信号通路在细胞生长分化、炎症反应、肿瘤生长等过程中发挥重要的调节作用,也参与成肌细胞分化的调控。 目的：分析NF-κB信号通路在应力介导的C2C12成肌细胞分化中的作用及其作用机制。 方法：成功构建大鼠C2C12成肌细胞体外培养-力学刺激模型,采用多通道细胞牵张应力加载系统,以0.5 Hz的加载频率和10%的细胞拉伸变形幅度对细胞进行拉伸培养2,6,12,24 h。 结果与结论：①C2C12成肌细胞在周期性机械拉伸力作用下,NF-κB信号通路被激活。当细胞受到应力刺激6 h后,胞核NF-κB p65亚基蛋白表达水平开始增强,24 h内NF-κB p65亚基蛋白表达水平达到峰值。加力12,24 h组与未加力对照组之间差异有显著性意义(P < 0.05)。②IκBα蛋白表达水平在加力6 h后表达显著下降,24 h内IκBα蛋白表达水平减弱达到最低。加力12,24 h组与未加力对照组之间差异有显著性意义(P < 0.05)。③周期性张应力促进C2C12成肌细胞分化过程中Myogenin的表达,加入NF-κB信号通路特异性抑制剂吡咯烷二硫氨基甲酸 (20 μmol/L) 后再加力,Myogenin的表达明显降低。以上结果提示：①NF-κB信号通路可能参与应力介导的C2C12成肌细胞分化的调控过程。②当细胞受到应力刺激时,胞质IκBα发生磷酸化并降解。③NF-κB信号通路在应力介导的C2C12成肌细胞分化过程中发挥重要作用,但不是这一调控过程的惟一通路。     

周期性机械拉伸对C2C12成肌细胞增殖的影响

目的：探讨不同的周期性拉伸应变条件对C2C12成肌细胞增殖的影响。方法：周期性拉伸的各种力学条件通过BioFlex加载系统实现，采用应用流式细胞术和BrdU法对拉伸应变下的细胞增殖动力学变化进行分析，反映成肌细胞增殖情况。结果：不同的周期性机械拉伸条件影响C2C12细胞的增殖，拉伸的频率对C2C12细胞增殖有较大的影响。在0．5Hz拉伸频率下，2．5％、5％和10％的细胞变形幅度都不能促进细胞的增殖，其中10％（0．5Hz）的拉伸幅度抑制C2C12成肌细胞的增殖；而在0．125Hz拉伸频率下，10％的细胞变形幅度明显地促进C2C12成肌细胞的增殖。结论：较低的拉伸频率有利于成肌细胞的增殖，高频率的拉伸抑制成肌细胞的增殖。     

周期性张应力作用下软骨细胞半胱氨酸蛋白酶12的表达规律

BACKGROUND: Excessive mechanical stimulation can lead to endoplasmic reticulum stress. Endoplasmic reticulum stress plays an important role in the occurrence and development of degenerative diseases. Caspase-12 is a specific molecule of endoplasmic reticulum stress, and the intensity of endoplasmic reticulum stress can be reflected by caspase-12 expression. OBJECTIVE: To observe the expression rule of Caspase-12 in chondrocytes under the cyclic tensile stress. METHODS: Human chondrocytes were used as test subjects. After group assignment, mechanical loading system was used. The loading group and corresponding Z-ATAD-FMK inhibitor group received 2, 12, 24, 36, and 48 hours of mechanical stimulation. The blank group (0 hour) and the paired Z-ATAD-FMK inhibitor group received the same process as the loading group except the loading. After loading, cell morphology and growth were observed under the microscope. RT-PCR and western blot assay were used to detect the expression changes of caspase-12 gene and protein in each group. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Morphological observation results demonstrated that apoptosis appeared at 2 hours after loading, peaked at 24 hours. With prolonged time, cell growth showed the trend along stress, but apoptosis weakened. It is indicated that cyclic tensile stress could make chondrocyte apoptosis. Endoplasmic reticulum stress might be activated. The model of cells in vitro was established successfully. (2) Caspase-12 gene and protein expression showed consistent trend, and peaked at 24 hours, which showed significant differences as compared with the blank and inhibitor groups (P < 0.05). (3) Cyclic tensile stress can induce chondrocyte endoplasmic reticulum stress, and affect caspase-12 expression. 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     

成肌细胞体外培养-力学刺激模型与周期性张应力的影响

背景：内质网应激参与多种疾病的发生发展过程,如动脉粥样硬化、糖尿病、阿尔茨海默病,GRP78是内质网应激的标志蛋白,GRP78的表达水平反映内质网应激的程度。目的：研究周期性张应力对L6大鼠成肌细胞GRP78表达的影响,以明确周期性张应力与内质网应激的关系。方法：在成功构建L6大鼠成肌细胞体外培养力学刺激模型的基础上,采用RT-PCR和Western blot法分析周期性张应力对GRP78 mRNA和蛋白表达的影响。加力组分别给予 1,6,12,24 h的力学刺激,加载频率为10 cycles/min,拉伸变形幅度为15%。对照组与实验组在同时种板,不给予力刺激。结果与结论：GRP78 mRNA随着加力时间的延长呈一致上升趋势,与对照组相比,差异均有显著性意义(P < 0.05);GRP78蛋白在加力1 h后,蛋白表达量开始升高,加力6 h后蛋白表达量显著升高,到24 h达到峰值,与对照组相比,差异均有显著性意义(P < 0.05)。由以上结果得出,在一定时间范围内,周期性张应力可引起内质网应激,并且随着时间的延长逐渐增强;持续的应力刺激,可引起严重的内质网应激导致成肌细胞凋亡。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

Reversine对小鼠C2C12成肌细胞增殖与分化作用的初步研究

目的　初步探讨Reversine对小鼠C2C12成肌细胞增殖分化的影响。 方法　体外培养　C2C12成肌细胞系.实验第一步分三组:A组：正常对照组,B组：1μM Reversine处理12h组,C组：1μM 　Reversine处理24 h组。上述三组用Annexin-V/PI双染法处理C2C12成肌细胞并用流式细胞仪技术检测三组C2C12细胞凋亡的影响;实验第二步分五组：D组：正常对照组,E组：单独1 μM Reversine处理7d,F组：单独成骨诱导7 d,G组：1 μM Reversine诱导12h＋单独成骨诱导7d,H组：1μM Reversine诱导12h+1 μM Reversine联合成骨诱导7 d。上述五组光镜下观察细胞形态的变化,并通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测五组C2C12成肌细胞分化抑制因子（ID2）,肌肉发生调节因子（Myogenin）,生肌因子后结蛋白(Desmin)mRNA的表达。 结果　与A组相比,C组1μM Reversine处理24h能引起C2C12细胞明显的凋亡,B组1 μM Reversine处理12 h的C2C12细胞未见明显的凋亡。与D组相比,E组和H组的细胞增殖明显受到抑制,F组和G组细胞逐渐增殖并融合。 结论　Reversine能够显著的抑制成肌细胞的增殖分化过程。     

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：     

雌激素与机械张应力对骨重建相关因子的作用

背景：牙槽骨是人体骨代谢最活跃的区域之一,对于在正畸治疗过程中的女性患者容易受到雌激素水平的影响。 目的：观察雌激素对机械张应力作用下的牙周膜成纤维细胞骨重建相关因子骨保护素、核因子κB受体活化子配体mRNA表达水平的影响。 方法：利用一定浓度雌激素干预人牙周膜成纤维细胞后使用四点弯曲加力装置对细胞进行不同时间段的机械张应力加载,并利用RT-PCR检测雌激素与机械张应力共同作用后牙周膜成纤维细胞骨保护素、核因子κB受体活化子配体基因表达变化。 结果与结论：雌激素刺激后再进行机械张应力加载的人牙周膜成纤维细胞跟单纯受到机械张应力作用的人牙周膜成纤维细胞相比,骨保护素mRNA表达量明显上调,而核因子κB受体活化子配体mRNA表达量显著下降。实验表明雌激素对机械张应力状态下的牙周膜成纤维细胞骨重建相关因子核因子κB受体活化子配体、骨保护素有较强调控作用。     

香烟提取物通过减少HDAC2表达诱导小鼠C2C12成肌细胞衰老

目的:探讨香烟提取物(CSE)能否引起小鼠C2C12成肌细胞衰老,并研究成肌细胞衰老与组蛋白去乙酰化酶2(HDAC2)的关系。方法:培养C2C12细胞株,分化为成熟成肌细胞,观察CSE干预对成肌细胞衰老和HDAC2表达的影响,采用real-time PCR和Western blot方法分别检测HDAC2 mRNA和蛋白的表达;β-半乳糖苷酶染色检测衰老细胞的百分率。结果:MTT法测定最佳CSE浓度与干预时间分别为60 m L/L和24 h。CSE干预后β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数增加,同时伴有HDAC2 mRNA和蛋白表达的减少。四溴苯三唑(TBB)在促进HDAC2 mRNA和蛋白表达的同时,β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数减少;用HDAC2的特异性阻滞剂丙戊酸抑制HDAC2 mRNA和蛋白的表达时,β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数增加。结论:香烟提取物可通过减少小鼠C2C12成肌细胞HDAC2的表达促进细胞老化。     

周期性张应力促进兔髁状突软骨细胞的增殖

背景：髁状突是下颌最重要的生长区之一,终生具有生长改建能力。在体内条件下,细胞力学的功能研究因其所处生理环境的复杂性、刺激因素传导的不定向性、实验条件的不易控制性而很难得到满意结果,应力刺激对髁状突软骨细胞的直接影响需要进一步行体外研究。 目的：观察周期性张应力对体外培养兔髁状突软骨细胞生长增殖的影响。 方法：体外分离培养及鉴定兔髁状突软骨细胞,在细胞培养至第3代时使用细胞加力装置对细胞施加强度为10%,频率为6循环/min的周期性张应力,作用时间分别为1,6,12和24 h,并设置未加力组作为对照。应用流式细胞仪检测细胞生长周期,应用MTT法分析细胞的增殖活性。 结果与结论：在周期性张应力下,髁状突软骨细胞流式细胞仪检测结果显示在加力6 h和12 h,加力组细胞生长周期开始有显著性变化,在24 h达到实验最大值,差异有显著性意义(P < 0.01)。MTT检测结果示细胞生长活跃,在6,12 h与对照组有明显变化,在24 h达到实验最大值,差异有显著性意义(P < 0.01)。提示周期性张应力可明显促进髁状突细胞增殖,在24 h内具有持续促进作用。 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：     

嘌呤霉素对C2C12成肌细胞增殖的影响及瞬时转染浓度的筛选

目的 研究不同浓度嘌呤霉素对C2C12细胞的生长抑制情况,确定细胞转染的最佳药物筛选浓度.方法 对C2C12细胞进行不同浓度(0、0.5、1、2、4、8μg/ml)、不同时间(24、48、72、96h)嘌呤霉素的处理,将细胞分为阴性对照组、阳性对照组和5组不同浓度嘌呤霉素处理组.用流式细胞仪计数C2C12活细胞数目,倒...     

周期性机械牵张刺激对C_2C_(12)小鼠成肌细胞增殖和有氧代谢能力的影响

目的探讨不同频率牵张刺激对C_2C_(12)小鼠成肌细胞增殖及细胞有氧代谢能力的影响。方法采用Flexercell细胞应力加载装置对体外培养的C_2C_(12)成肌细胞分别加载1、2 Hz不同频率的牵张刺激,牵张幅度为15%,牵张时长为2 h/d,连续进行4 d。以静置培养的C_2C_(12)成肌细胞作为对照组。实验期间通过倒置相差显微镜观察细胞生长状态,利用CCK-8试剂盒测定细胞增殖情况。实验结束后,分别收取各组细胞,经胰酶消化处理,然后利用荧光探针,通过能量代谢设备检测细胞耗氧量比率。结果细胞经机械牵张刺激后,显微镜下细胞形态为典型的长梭形,排列呈现一定方向性,与牵张刺激方向平行,生长状况良好;与对照组细胞相比,1、2 Hz频率牵张刺激均可显著促进细胞增殖(P0.05),且在第3、4 d,1 Hz实验组的增殖情况优于2 Hz实验组;实验组与对照组细胞耗氧量比率均有增加,但各组之间并无显著差异(P0.05)。结论周期性机械牵张刺激能有效促进C_2C_(12)小鼠成肌细胞增殖,且与牵张刺激的频率有关,其中1 Hz的牵张频率最佳,但牵张刺激对C_2C_(12)小鼠成肌细胞的有氧代谢能力无明显影响。     

Nitric oxide regulates stretch-induced proliferation in C2C12 myoblasts

Mechanical stretch of skeletal muscle activates nitric oxide (NO) production and is an important stimulator of satellite cell proliferation. Further, cyclooxygenase (COX) activity has been shown to promote satellite cell proliferation in response to stretch. Since COX-2 expression in skeletal muscle can be regulated by NO we sought to determine if NO is required for stretch-induced myoblast proliferation and whether supplemental NO can counter the effects of COX-2 and NF-κB inhibitors. C2C12 myoblasts were cultured for 24 h, then switched to medium containing either the NOS inhibitor, l-NAME (200 μM), the COX-2 specific inhibitor NS-398 (100 μM), the NF-κB inhibiting antioxidant, PDTC (5 mM), the nitric oxide donor, DETA-NONOate (10–100 μM) or no supplement (control) for 24 h. Subgroups of each treatment were exposed to 1 h of 15% cyclic stretch (1 Hz), and were then allowed to proliferate for 24 h before fixing. Proliferation was measured by BrdU incorporation during the last hour before fixing, and DAPI stain. Stretch induced a twofold increase in nuclear number compared to control, and this effect was completely inhibited by l-NAME, NS-398 or PDTC (P < 0.05). Although DETA-NONOate (10 μM) did not affect basal proliferation, the NO-donor augmented the stretch-induced increase in proliferation and rescued stretch-induced proliferation in NS-398-treated cells, but not in PDTC-treated cells. In conclusion, NO, COX-2, and NF-κB are necessary for stretch-induced proliferation of myoblasts. Although COX-2 and NF-κB are both involved in basal proliferation, NO does not affect basal growth. Thus, NO requires the synergistic effect of stretch in order to induce muscle cell proliferation.     

大鼠成肌细胞向神经细胞的分化

目的:探讨大鼠成肌细胞转分化为神经细胞的可能性。方法:体外分离培养大鼠成肌细胞并克隆纯化,培养至第3代时加入含有碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和二甲基亚砜(DMSO)的培养液诱导分化,进行RT-PCR分析和免疫荧光细胞化学染色鉴定。结果:经诱导后,成肌细胞在形态上类似于神经元和星形胶质细胞。RT-PCR分析显示诱导后的成肌细胞有神经丝蛋白(NF 68)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)基因表达。免疫荧光细胞化学检测到诱导后的成肌细胞含NF 68和GFAP免疫反应阳性产物。结论:成肌细胞在体外可以诱导转分化为神经元和星形胶质细胞。     

体外诱导成人成肌细胞转化为神经前体细胞

目的探讨成人成肌细胞在体外能否转化为神经前体细胞。方法从成人正常颞肌分离单细胞,体外培养及克隆纯化,培养至第三代时加入含有碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子和白血病抑制因子的无血清培养液诱导分化,观察诱导后细胞的形态变化,并进行免疫细胞化学鉴定和RT-PCR分析。结果成肌细胞经诱导后聚集成球,悬浮生长。免疫细胞化学染色见细胞球表达巢蛋白,5-溴脱氧尿嘧啶核苷掺入试验阳性;细胞分化后表达神经丝蛋白68,胶质纤维酸性蛋白和半乳糖脑苷脂。RT-PCR分析结果与免疫细胞化学染色结果一致。结论成人成肌细胞在体外一定条件下诱导能够转化为神经前体细胞。     

骨形态发生蛋白2诱导C2C12和MC3T3-E1的成骨分化与自噬

背景：一系列研究表明自噬与分化有密切联系;骨形态发生蛋白2是诱导C2C12、MC3T3-E1成骨分化经典途径,是研究成骨分化过程的理想模型。 目的：观察自噬与骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化的关系。 方法：Real-Time PCR检测MC3T3-E1与C2C12在骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导培养3 d后成骨与自噬相关指标变化。碱性磷酸酶染色检测不同浓度3-甲基腺嘌呤(0,1,5,10 mmol/L)对骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导培养7 d MC3T3-E1与C2C12成骨指标碱性磷酸酶变化,Western Blot检测C2C12和MC3T3-E1在骨形态发生蛋白2(100 μg/L)诱导不同时间点(0,12,24,48,72,96 h)LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白表达水平。 结果与结论：在骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化过程中,诱导自噬相关mRNA与蛋白水平均有增高趋势,且自噬相关蛋白LC3水平增高与时间相关。同时,抑制自噬成骨分化过程中碱性磷酸酶表达水平降低。因此,自噬与骨形态发生蛋白2诱导细胞株C2C12、MC3T3-E1成骨分化过程有密切关系。 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：     

Metformin limits ceramide-induced senescence in C2C12 myoblasts

High lipid and ceramide concentrations are hallmarks of obese and/or insulin resistant skeletal muscle, yet little is known about its role on cell cycle and senescence. The purpose of this study was to examine the role of ceramide on muscle senescence, and whether metformin limited this response.MethodsLow passage, proliferating C2C12 myoblasts were treated with a control, 50 μM C2-ceramide (8 h), and/or 2 mM metformin, then examined for insulin sensitivity, cell senescence, cell proliferation, cell cycle, protein expression of cell cycle regulators.ResultsCeramide treatment caused a dephosphorylation (p < 0.05) of Akt and 4E-BP1, regardless of the presence of insulin. The ceramide treated myoblasts displayed higher β-galactosidase staining (p < 0.05), reduced BrDu incorporation and total number of cells (p < 0.05), and an increased proportion of cells in G2-phase (p < 0.05) versus control cultures. Ceramide treatment also upregulated (p < 0.05) p53 and p21 protein expression, that was reversed by either pifithrin-α or shRNA for p53. Metformin limited (p < 0.05) ceramide's effects on insulin signaling, senescence, and cell cycle regulation.ConclusionsHigh ceramide concentrations reduced myoblast proliferation that was associated with aberrant cell cycle regulation and a senescent phenotype, which could provide an understanding of skeletal muscle cell adaptation during conditions of high intramuscular lipid deposition and/or obesity.