内源性竞争RNA调控骨性关节炎的发生

背景：骨性关节炎是最常见的关节疾病之一,随着骨性关节炎的全球发病率和患病率不断上升,有效早期诊断和治疗骨性关节炎已成为一个紧迫的问题。目的：阐述长链非编码RNA、环状RNA和假基因的重要生物学功能以及它们作为内源性竞争RNA在骨性关节炎发病中的调控作用,以获得内源性竞争RNA参与骨性关节炎进展全面、深入和新的理解,为骨性关节炎的早期诊断和治疗提供新线索。方法：检索中国知网、PubMed、维普和万方数据库2022年前发表的文献,中文检索词为“骨性关节炎、内源性竞争RNA、长链非编码RNA、环状RNA、假基因”,英文检索词为“osteoarthritis,competing endogenous RNA,circular RNA,long non-coding RNAs,pseudogenes”。结果与结论：(1)具有相同微小RNA反应元件的非编码RNA,包括长链非编码RNA、环状RNA和假基因共同参与构建了以微小RNA为中心的内源性竞争RNA调控网络;(2)非编码RNA、环状RNA和假基因可作为内源性竞争RNA,通过“海绵”作用吸附微小RNA进而调控基因表达;(3)长链非编码RNA、环状...     

非编码RNA在骨肉瘤中的研究进展

骨肉瘤好发于青壮年,发病机制尚不明确。非编码RNA(non-coding RNAs, ncRNA)具有调节细胞自噬、增殖、分化和凋亡的能力,在骨肉瘤的发生、发展中有重要意义。该文就微小RNA(microRNA, miRNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)和环状RNA(circular RNA, circRNA)与骨肉瘤发生、发展的作用机制及潜在的临床应用价值作一综述。     

自噬基因在骨关节炎软骨细胞凋亡过程中的保护和平衡效应

背景：软骨细胞在低营养供给下可发生细胞自噬,细胞自噬和细胞坏死、凋亡不同,可以使软骨细胞在营养供给不足时,能够存活下来,可能是软骨细胞自身的重要保护机制之一。 目的：综合阐述自噬基因保护关节软骨及抑制骨关节炎等方面的机制和作用。 方法：应用计算机检索中国知网、万方数据库及PubMed数据库2000年1月至2015年1月关于自噬基因与骨关节炎的相关研究的文章,中文检索词为“自噬基因、骨关节炎、关节软骨、软骨细胞”,英文检索词为“autophagy、osteoarthritis、beclin1、LC3”。选择自噬基因与骨关节炎的相关文章,初检得到269余篇文献,根据纳入标准选择其中的38篇进行综述。  结果与结论：软骨细胞的损伤凋亡是软骨退变的主要机制,不予控制,就可能会进一步发展为骨性关节炎。细胞的损伤凋亡是软骨退变的重要机制之一,因此防止软骨细胞的损伤凋亡,可能有利于损伤软骨的修复,以此来缓解骨关节炎的病情发展。自噬现象能够抑制受损软骨细胞凋亡,发现其可将改变传统治疗骨关节炎的局限,但目前自噬基因与骨关节炎相关的研究还处于初级阶段,特别是对自噬途径在软骨中如何被诱导,如何进行信号转导,如何对软骨细胞生存产生影响等方面的认识还不够全面,有待进一步的研究。     

骨关节炎诱导软骨细胞凋亡和细胞外基质降解的机制

背景:研究发现长链非编码RNA IFNG-AS1在类风湿关节炎中发挥调控作用,但是其在骨关节炎中的作用仍不明确.目的:探究长链非编码RNA IFNG-AS1调控miR-376b-3p/AKT丝氨酸/苏氨酸激酶3(AKT serine/threonine kinase 3,AKT3)轴对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和细胞外...     

自噬与软骨细胞生存及软骨损伤

背景：自噬是细胞通过溶酶体途径处理内源性底物的过程,它普遍存在于机体细胞中,又被看作是细胞Ⅱ型程序性死亡,自噬可能是正常软骨细胞的一种保护或平衡机制。 目的：就自噬与软骨及其损伤相关性的最新研究进展进行讨论,旨在对自噬在软骨及其损伤修复中的作用有一个更好的理解。 方法：应用计算机检索中国知网、万方数据库及PubMed数据库最近20年有关自噬与软骨损伤方面的文献,中文检索词为“自噬、软骨、软骨细胞”,英文检索词为“autophagy、cartilage、chondrocytes、beclin1、LC3”。 结果与结论：软骨细胞能感受关节内微环境变化而做出应答,以调整细胞基质代谢,维持关节软骨生物学功能,而软骨细胞所处低氧环境是引起细胞自噬的重要因素。自噬是正常软骨细胞的一种平衡或者保护机制,虽然自噬与软骨及其损伤相关性在近些年的研究中取得了长足的进步,但不得不承认其仍处于初级阶段,在分子水平上一些Atg的发现加深了对自噬的认识,但在软骨中如何诱导自噬途径,自噬信号是如何传导的,对软骨细胞生存会产生怎样的影响等方面的了解还不够丰富,有待广大学者进一步研究。     

非编码RNA调节心肌缺血再灌注损伤中自噬的作用及机制

背景:越来越多的研究表明自噬在心肌缺血再灌注损伤中发挥重要作用,适度的自噬有助于维持心脏的正常和代谢功能.非编码RNAs包括长链非编码RNA(lncRNAs)、环状RNA(circRNAs)和微小RNA(miRNAs),能够通过调控自噬参与维持心肌缺血再灌注损伤进程,从而维持心肌细胞稳态和保护心肌细胞.目的:对非编码R...     

糖尿病神经病变过程中非编码RNA的作用及机制

背景：持续性高血糖症被确认为促进神经血管功能障碍，导致不可逆的内皮细胞功能障碍、神经细胞凋亡增加、氧化应激和炎症。这些协同和单独作用导致微血管和大血管病变，以及造成进行性神经病变。非编码RNAs可能为了解该疾病的病因、发病机制、治疗方法提供新的策略。目的：查阅国内外相关文献，综述非编码RNAs在糖尿病神经病变发生发展中的作用和机制，为非编码RNA在糖尿病神经病变预防和诊疗中提供新的思路和途径。方法：检索中国知网、PubMed数据库建库至2022年所发表的文献，中文关键词“非编码RNA;lncRNA;miRNA；糖尿病周围神经病变；表达谱”；英文关键词“Noncoding RNA;lncRNA;miRNA;Diabetes peripheral neuropathy;Expression profile”，将检索到的文献进行归纳、总结、分析，选取61篇文章进行综述。结果与结论：(1)非编码RNA在调节糖尿病周围神经病变的病理生理过程中起着核心作用。在研究最广泛的调节性非编码RNA物种中，有长链非编码RNAs(lncRNAs)、环状RNAs(circRNAs)和微小RNAs(miRNAs)...     

LncRNA Gm13568调控A1型星形胶质细胞活化及在EAE小鼠病变中的作用

目的:探讨长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)Gm13568对A1型星形胶质细胞活化及实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)小鼠疾病进程的影响与分子机制。方法:构建特异性靶向星形胶质细胞的lncRNA ...     

环状RNA通过细胞内机制参与骨关节炎的发病

背景：目前并没有药物可以完全治愈骨关节炎,且其发病机制尚不清楚。环状RNA(circRNA)在骨关节炎患者中的差异表达与骨关节炎的各种病理过程密切相关,circRNA在软骨细胞稳态、细胞外基质形成和炎症反应等生理病理过程中发挥重要作用。目的：综述circRNA对骨关节炎相关病理因素的影响,以及骨关节炎中circRNA的种类和水平。方法：检索中国知网、万方数据库、维普数据库、PubMed、Medline、Web of Science和Elsevier数据库,以“osteoarthritis,circular RNA,non-coding RNA,synovial tissue,chondrocytes”为英文检索词,以“骨关节炎,环状RNA,非编码RNA,滑膜组织,软骨细胞”为中文检索词,检索1976年至2023年8月前发表的所有相关文献,并对其进行筛选、归纳、分析、总结,最后纳入69篇文献进行综述。结果与结论：(1)circRNA是在真核细胞中广泛发现的非编码RNA,具有共价闭合的连续环结构,没有5′帽子结构和3′poly A尾巴,参与多基因、多靶点调节网络,不会被核酸外切酶(RNas...     

长链非编码RNA调控细胞凋亡及自噬的研究进展

<正>细胞死亡根据其表观形态学特征分为:凋亡、自噬、坏死等,随着研究的进展,逐步发现了其它多种死亡类型。细胞死亡是胚胎发育、组织稳态和免疫调节的基础。机体通过多种不同的细胞死亡方式维持各种组织、器官的正常运行以及机体内环境的稳态。细胞死亡机制的失调可引起肿瘤等多种疾病。近年来研究显示,长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)在细胞中表达水平上的差异与多种     

胰岛素样生长因子- I与透明质酸促人关节软骨细胞增殖的作用

为了探讨胰岛素样生长因子-I(IGF-I)和透明质酸(HA)联合培养对人关节软骨细胞增殖的影响,在人关节软骨细胞培养液中分别加入不同浓度的IGF-I、HA、IGF-I和 HA,用四氮甲基唑蓝(MTT)法及流式细胞术测定软骨细胞增殖活性的变化.结果显示,10μg/L浓度的IGF-I即可明显促进软骨细胞的增殖,IGF-I浓度为50μg/L时,其促增殖作用达最大值;单独应用HA对软骨细胞的增殖无影响; IGF-I+HA组吸光度值为0.377,较IGF-I组增加10.7%;IGF-I组促增殖的高峰时间为72h,IGF-I+HA组的高峰时间为96h,培养96h后,IGF-I+HA组吸光度值0.389,细胞的增殖指数为28.79±1.24%,较对照组升高更明显.说明IGF-I具有促软骨细胞增殖作用,与HA联合培养促增殖能力更强,具有协同效应,并能延长促丝裂作用的时间.     

软骨组织工程种子细胞的来源、培养和评价

可靠而安全的软骨种子细胞来源是保证软骨组织工程持续深入研究的前提。本文介绍了目前软骨组织工程种子细胞来源、培养和评价等方面的最新研究进展     

胎盘来源的间充质干细胞体外分离培养及向软骨细胞分化的研究

目的对人胎盘间充质干细胞体外分离培养及向软骨细胞分化进行研究,为软骨组织工程提供种子细胞。方法取人正常分娩后的胎盘,用组织块培养法分离获取胎盘间充质干细胞,对所获细胞进行体外培养和表面标志的流式细胞仪分析。对经过证实的骨髓间充质干细胞用含TGF-β_3、维生素C、胰岛素、地塞米松、转铁蛋白的诱导培养基处理7-28d,对诱导细胞进行甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原染色,鉴定诱导后的软骨细胞表型。结果培养的人胎盘间充质干细胞均一表达CD_(29)和CD_(44),而CD_(31)、CD_(34)、CD_(45)和HLA-DR呈阴性。细胞经诱导液作用14d后,甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原染色阳性。结论采用组织块培养法能分离获取高纯度的人胎盘间充质干细胞,该细胞经诱导液作用可定向分化为软骨细胞。     

The clustering and morphology of chondrocytes in normal and mildly degenerate human femoral head cartilage studied by confocal laser scanning microscopy

Chondrocytes are the major cell type present in hyaline cartilage and they play a crucial role in maintaining the mechanical resilience of the tissue through a balance of the synthesis and breakdown of extracellular matrix macromolecules. Histological assessment of cartilage suggests that articular chondrocytes in situ typically occur singly and demonstrate a rounded/elliptical morphology. However, there are suggestions that their grouping and fine shape is more complex and that these change with cartilage degeneration as occurs in osteoarthritis. In the present study we have used confocal laser scanning microscopy and fluorescently labelled in situ human chondrocytes and advanced imaging software to visualise chondrocyte clustering and detailed morphology within grade‐0 (non‐degenerate) and grade‐1 (mildly degenerate) cartilage from human femoral heads. Graded human cartilage explants were incubated with 5‐chloromethylfluorescein diacetate and propidium iodide to identify the morphology and viability, respectively, of in situ chondrocytes within superficial, mid‐ and deep zones. In grade‐0 cartilage, the analysis of confocal microscope images showed that although the majority of chondrocytes were single and morphologically normal, clusters (i.e. three or more chondrocytes within the enclosed lacunar space) were occasionally observed in the superficial zone, and 15–25% of the cell population exhibited at least one cytoplasmic process of ~ 5 μm in length. With degeneration, cluster number increased (~ 50%) but not significantly; however, the number of cells/cluster (P < 0.001) and the percentage of cells forming clusters increased (P = 0.0013). In the superficial zone but not the mid‐ or deep zones, the volume of clusters and average volume of chondrocytes in clusters increased (P < 0.001 and P < 0.05, respectively). The percentage of chondrocytes with processes, the number of processes/cell and the length of processes/cell increased in the superficial zone of grade‐1 cartilage (P = 0.0098, P = 0.02 and P < 0.001, respectively). Processes were categorised based on length (L0 – no cytoplasmic processes; L1 < 5 μm; 5 < L2 ≤ 10 μm; 10 < L3 ≤ 15 μm; L4 > 15 μm). With cartilage degeneration, for chondrocytes in all zones, there was a significant decrease (P = 0.015) in the percentage of chondrocytes with ‘normal’ morphology (i.e. L0), with no change in the percentage of cells with L1 processes; however, there were significant increases in the other categories. In grade‐0 cartilage, chondrocyte clustering and morphological abnormalities occurred and with degeneration these were exacerbated, particularly in the superficial zone. Chondrocyte clustering and abnormal morphology are associated with aberrant matrix metabolism, suggesting that these early changes to chondrocyte properties may be associated with cartilage degeneration.     

cofilin对软骨细胞骨架及表型的影响

目的:研究丝切蛋白（cofilin）表达对软骨细胞表型及骨架的影响。方法:通过siRNA及质粒转染分别构建cofilin低表达和高表达模型，对表达不同水平cofilin的软骨细胞进行细胞骨架及相关蛋白的检测，以研究cofilin对软骨细胞表型及骨架方面的影响。结果:降低cofilin蛋白表达后，鬼笔环肽染色后观察到的软骨细胞骨架变得更为紧凑，在细胞延伸方向的肌动蛋白密度相对对照组更密集，同时软骨细胞中Ⅰ型胶原蛋白（COLⅠ）表达稍增高（137.42％[±]25.14％），结果无统计学意义（P>0.05），II型胶原蛋白（COLⅡ）表达明显降低（19.96％[±]14.59％），结果有统计学意义（P<0.05）；增加软骨细胞cofilin表达，软骨细胞骨架的免疫荧光强度较对照组稍暗，且分布稍广，COLⅠ表达降低（44.47％[±]21.67％），结果有统计学意义（P<0.05），COLⅡ表达稍增高（116.16％[±]13.18％），结果无统计学意义（P>0.05）。结论:cofilin蛋白对软骨细胞骨架具有重要的作用，cofilin蛋白的表达有助于软骨细胞维持其软骨细胞特性，cofilin蛋白表达的降低将导致软骨细胞特性的改变，这些改变在软骨损伤相关疾病的发病机制中扮演着重要的角色，将来有望通过调节这种改变来治疗软骨损伤，但其需要更进一步的研究去阐明相关机制与原理。     

猪软骨细胞老化过程中Aggrecan的表达及其糖链分子结构的改变

本实验旨在探讨体外培养软骨细胞在老化过程中 ,aggrecan的表达水平与分子结构的变化及其间的相互关系。取体外培养P1～P5各代猪耳软骨细胞 ,RT PCR检测aggrecan球间区域 (interglobulardomain ,IGD)mRNA的表达状况 ;阿利新兰 (AlcianBlue)法检测糖胺聚糖 (glycosaminoglycan ,GAG)的含量和糖链的分子结构。结果显示aggrecanIGDmRNA的表达在P4、P5细胞内明显降低 (P <0 0 5 ) ;GAG的合成也在P4、P5时显著减少 (P <0 0 5 ) ,但这 2项指标的变化趋势之间无显著相关性。而长链 高度硫酸化的GAG由P4软骨细胞开始 ,绝对含量和相对含量均显著减少 (P <0 0 1) ,其与aggrecanIGDmRNA的变化趋势有显著相关性 (P <0 0 1)。由此可见 ,体外培养软骨细胞中ag grecan的表达合成和细胞老化有密切关系。aggrecanIGDmRNA的表达降低与aggrecan中长链 高度硫酸化GAG的合成代谢过程受阻可能是影响老化细胞成软骨能力的重要因素之一。     

转化生长因子-β及胰岛素样生长因子-Ⅰ修复关节软骨缺损的实验观察

目的观察转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）、胰岛素样生长因子-Ⅰ（insulin—like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ）对关节软骨缺损修复的作用。方法采用组织工程方法制备骨基质明胶（BMG）软骨细胞移植物。将40只4月龄的新西兰兔随机分为TGF-β组、IGF-Ⅰ组、TGF-β联合IGF-Ⅰ组、空白对照组（前三组为实验组）。各组制备关节软骨缺损模型,实验组兔膝关节腔注射对应等量人重组蛋白,对照组注射等量盐水。术后行组织学观察及免疫组化检测。结果TGF-β联合IGF-Ⅰ组软骨细胞生长较快,术后24周修复的软骨组织HE染色与正常关节软骨一致,软骨细胞呈柱状排列,免疫组化见Ⅱ型胶原染色较深;TGF-β组、IGF-Ⅰ组术后24周部分软骨细胞呈柱状排列,免疫组化见Ⅱ型胶原染色较浅;空白对照组未修复。结论联合应用TGF-β及IGF-Ⅰ可较好促进关节软骨缺损修复,其作用优于两者单独应用。     

转染hIGF-1基因增强软骨细胞聚集蛋白多糖、Ⅱ型胶原的表达

目的探讨人胰岛素样生长因子(human insulin-like growth factor,hIGF-1)基因对软骨细胞分泌聚集蛋白多糖(aggrecan)、Ⅱ型胶原的影响。方法构建并鉴定携带hIGF-1基因的重组腺病毒(Ad/CMV-hIGF-1),采用1、10、100及500感染复数单位(muldplicity of infection,MOD的Ad／CMV-hIGF-1转染软骨细胞,PBS为阴性对照,100μg／L hIGF-1生长因子为阳性对照,转染后4d进行aggrecan、Ⅱ型胶原免疫组化,参照文献分析免疫组化阳性单位。结果在1—100MOI范围内,随着Ad/CMV-hIGF-1滴度增加,aggrecan,Ⅱ型胶原表达递增,500MOI Ad／CMV-hIGF-1转染后,aggrecan表达骤减;Ⅱ型胶原表达下降不明显。结论hIGF-1基因对软骨细胞aggrecan,Ⅱ型胶原的表达有影响;100MOI Ad／CMV-hIGF-1优于100μg/L hIGF-1生长因子的作用。     

Fell‐Muir Lecture: Cartilage 2010 – The Known Unknowns

Over the past 40 years there have been giant steps forward in our understanding of cellular and molecular biology that have given us the framework by which to understand tissue organization and tissue function on a range of scales. However, although the progress has been great, the more we have discovered, the more we are aware of what we don’t yet know. In this article, I would like to flag up some issues of cartilage biology, function and pathology where we still have significant ignorance. As scientists we all provide contributions to add to the greater understanding of science and progress is on a broad front, but gaps are left where particular difficulty is encountered and in life sciences it is no different. Progress is fast where new knowledge and techniques pave the way, but where study is complex and relevant techniques poorly developed the gaps are left behind. In cartilage research and matrix biology, the gaps can particularly be seen at interfaces between disciplines and where technology development has lagged behind and in the particular challenges of understanding how molecular properties can explain tissue macro properties.     

Expanding the genetic architecture and phenotypic spectrum in the skeletal ciliopathies

Defects in the biosynthesis and/or function of primary cilia cause a spectrum of disorders collectively referred to as ciliopathies. A subset of these disorders is distinguished by profound abnormalities of the skeleton that include a long narrow chest with markedly short ribs, extremely short limbs, and polydactyly. These include the perinatal lethal short‐rib polydactyly syndromes (SRPS) and the less severe asphyxiating thoracic dystrophy (ATD), Ellis–van Creveld (EVC) syndrome, and cranioectodermal dysplasia (CED) phenotypes. To identify new genes and define the spectrum of mutations in the skeletal ciliopathies, we analyzed 152 unrelated families with SRPS, ATD, and EVC. Causal variants were discovered in 14 genes in 120 families, including one newly associated gene and two genes previously associated with other ciliopathies. These three genes encode components of three different ciliary complexes; FUZ, which encodes a planar cell polarity complex molecule; TRAF3IP1, which encodes an anterograde ciliary transport protein; and LBR, which encodes a nuclear membrane protein with sterol reductase activity. The results established the molecular basis of SRPS type IV, in which mutations were identified in four different ciliary genes. The data provide systematic insight regarding the genotypes associated with a large cohort of these genetically heterogeneous phenotypes and identified new ciliary components required for normal skeletal development.