模拟微重力对血管内皮细胞影响的研究进展

血管内皮细胞对重力变化极为敏感,微重力可导致血管内皮细胞的结构和功能发生明显改变.随着空间生物医学的不断发展,人们对微重力时血管内皮细胞变化的研究也日趋深入.最新研究发现,模拟微重力可诱导血管内皮的形态、超微结构和细胞骨架等发生改变,对内皮细胞的生长、凋亡和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)/一氧化氮(NO)信号通路产生显著影响.这些结构和功能的改变在体外和体内血管内皮细胞中均可发生.目前,虽然对微重力在血管内皮细胞上的效应有了初步了解,但有关其内在机制的研究还比较薄弱,是今后研究的重点.     

模拟微重力对肺微血管内皮细胞窖蛋白-1和内皮型一氧化氮合酶表达的影响

目的 探讨回转模拟微重力对肺微血管内皮细胞(PMVEC)窖蛋白-1(caveolin-1)和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)表达的影响.方法 以肺微血管内皮细胞为研究对象,采用回转器模拟微重力效应.将细胞分为回转12h组、回转24h组(在30r/min条件下回转培养12、24h),以及对照12h组、对照24h组(放置于细胞回转器旁静置培养12、24h).采用Griess法检测细胞的NO释放量,透射电镜观察细胞胞膜窖的超微结构变化,Western blotting检测eNOS和caveolin-1的表达.结果 回转12h组较对照12h组NO产量和eNOS蛋白表达均有增加,回转24h组较对照24h组NO产量和eNOS蛋白表达也有增加,差异均有统计学意义(P＜0.05).由透射电镜可见,对照12h组和对照24h组PMVEC细胞膜表面均可见典型的希腊字母Ω状胞膜窖,较丰富,结构清晰;回转12h组PMVEC细胞膜上胞膜窖的结构破坏,数量减少;回转24h组PMVEC细胞膜上很难发现胞膜窖的特征性结构,数量进一步减少.Western blotting检测发现,回转12h组与对照12h组相比,回转24h组与对照24h组相比,PMVEC中caveolin-1表达均显著下降(P＜0.05或P＜0.01).结论 回转模拟微重力可抑制肺微血管内皮细胞中caveolin-1的表达,增强eNOS表达,提高细胞内NO的释放量.     

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。     

模拟失重对大鼠心肌细胞凋亡影响的实验研究

目的 探讨模拟失重对大鼠心肌细胞凋亡的影响.方法 将20只SD大鼠随机分为正常对照组及尾吊组,每组各10只.正常对照组常规饲养3周,尾吊组悬吊3周.结束后同时取2组大鼠心肌组织,用TUNEL法、流式细胞仪法检测心肌细胞凋亡.同时检测心肌组织Caspase-3活性.结果 与对照组比较,尾吊组大鼠心肌细胞凋亡明显增加(P<0.01),Caspase-3活性明显增高(P<0.05).结论 模拟失重导致尾吊组大鼠心肌组织细胞凋亡增加.这可能是模拟失重条件下心脏重量减轻、功能减低的细胞学基础之一.     

阿魏酸钠对ox-LDL诱导血管内皮细胞凋亡的影响

目的观察阿魏酸钠(SF)对氧化修饰的低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导血管内皮细胞凋亡的保护作用。方法将体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)分为5组,分别为对照组,ox-LDL(50mg/L)组,SF低浓度(5μmol/L)组,SF中浓度(10μmol/L)组及SF高浓度(20μmol/L)组。SF低、中、高浓度组在加入含相应浓度的SF培养1h后,加入终浓度为50mg/L的ox-LDL。采用MTT比色法确定SF的作用浓度。分别采用Hochest 33258细胞核荧光染色法(定性)和流式细胞仪(定量)检测SF对ox-LDL致内皮细胞凋亡的影响。结果一定浓度的SF能够抑制ox-LDL引起的HUVEC存活率降低,对HUVEC损伤具有拮抗作用,40μmol/L以下是SF拮抗细胞损伤的最佳浓度范围。Hochest33258染色后ox-LDL组细胞核显示较强蓝色荧光,可见核固缩、凋亡小体等典型的凋亡形态学特征;加入20μmol/L SF后,细胞核基本恢复其正常形态。流式细胞术结果显示,加入低、中、高浓度的SF后,其细胞凋亡率分别为25.21%±4.07%、12.45%±2.65%、10.85%±1.23%,与ox-LDL组(31.14%±4.29%)比较均明显降低(P<0.05),且存在量效关系。结论 SF具有拮抗ox-LDL诱导的HUVEC损伤,减少血管内皮细胞凋亡的作用。     

尾悬吊模拟失重大鼠肺组织细胞凋亡调控基因的研究

为研究尾悬吊模拟失重大鼠肺组织细胞凋亡调控基因的变化，采用尾悬吊模拟失重，分为悬吊7天和21天及相应对照4组，每组10只健康雄性SD，并采用原位杂交技术检测肺组织bcl-2/bax的表达情况。发现7天尾悬吊模拟失重大鼠肺组织bcl-2 mRNA水平明显低于对照组，两者之间差异有显著性意义（P＜0．05），但21天bcl-2 mRNA水平与对照组相比无显著性差异（P＜0．05）；7天尾悬吊模拟失重大鼠肺组织bax mRNA水平明显高于对照组，两者之间差异有显著性意义（P＜0．05），但21天bax mRNA水平与对照组相比亦无显著性差异（P＞0．05）。提示尾悬吊7天模拟失重大鼠肺组织细胞凋亡调控基因存在变化。     

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.     

基于灰度共生矩阵特征的对模拟微重力条件下心肌细胞骨架的图像分析

目的 研究模拟微重力条件下心肌细胞骨架中微管的形态变化，试图利用图像的灰度共生矩阵参数量化该变化。方法 对模拟微重力条件下培养的心肌细胞(回转组)和静置条件下培养的心肌细胞(对照组)的微管图像提取敏感的灰度共生矩阵特征参数，并利用这些参数评价槲皮素对抗细胞的微重力反应的药物效果。结果 对50幅细胞微管的图像进行特征分析，结果表明微重力环境中微管图像的纹理均匀性变差，槲皮素对细胞的微重力反应有一定的对抗作用。结论 模拟微重力条件下心肌细胞骨架中微管的形态发生弥散性变化，图像的灰度共生矩阵参数能很好地描述该变化，同时证明槲皮素能部分恢复这种弥散性变化。     

MAPKs家族在中暑小鼠肺微血管内皮细胞凋亡中的作用及机制研究

目的 研究丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)活化对热打击致小鼠肺微血管内皮细胞(PMVECs)凋亡的影响.方法 建立重症中暑小鼠模型,采用TUNEL染色及免疫组化检测肺组织损伤情况.二次磁珠分选法分离乳鼠PMVECs,TUNEL染色检测PMVECs凋亡情况,Western blotting检测热打击恢复期(0、2、6h)MAPKs家族活化情况.通过检测单层内皮细胞跨膜电阻(TEER)及辣根过氧化物酶(HRP)值观察不同热打击温度对单层细胞通透性的影响,同时使用MAPKs家族抑制剂检测热打击对单层细胞通透性及凋亡的影响.结果 在重症中暑小鼠恢复期肺组织中可观察到PMVECs发生凋亡.TUNEL染色发现随着恢复期时间的延长,PMVECs凋亡数目增多,热打击可使PMVECs MAPKs家族活化且微血管通透性增加,给予p38活化抑制剂SB203580及ERK活化抑制剂PD98059预处理后细胞通透性增加,凋亡数目增多,而给予JNK抑制剂SP600125预处理后细胞则出现相反的变化.结论 重症中暑小鼠PMVECs可发生凋亡,p38及ERK起着抗凋亡的作用,JNK起着促凋亡的作用.     

地塞米松对尾悬吊大鼠肺组织细胞凋亡的影响

目的　探讨地塞米松对尾悬吊大鼠肺组织细胞凋亡的影响。方法　采用尾悬吊大鼠模拟失重模型 ,将健康雄性SD大鼠分为尾悬吊组 (尾悬吊 7天模拟失重 )、地塞米松干预组 (尾悬吊第 3天开始腹腔注射地塞米松 5mg/kg,共 5天 )和正常对照组 ,每组 10只 ,用TUNEL技术检测肺组织细胞凋亡情况。结果　尾悬吊组凋亡指数显著高于对照组 ,差异有统计学意义 (P <0 0 5 ) ,地塞米松干预后细胞凋亡水平明显低于尾悬吊组 ,差异有统计学意义 (P <0 0 5 )。结论　尾悬吊模拟失重的大鼠肺组织细胞凋亡指数增高 ,而地塞米松可抑制模拟失重大鼠肺组织细胞的凋亡。     

脂多糖对大鼠肺微血管内皮细胞cAMP的影响

目的探讨脂多糖（LPS）作用后,大鼠肺微血管内皮细胞（RPMVEC）cAMP浓度变化及其与B—AR变化的关系。方法分别在100ml培养瓶内接种等量RPMVEC,细胞单层汇合后分为3组：LPS组加LPS10μg／ml;LPS＋山莨菪碱组加LPS10μg／ml和山莨菪碱10μg／ml;正常对照组加等量稀释液（各组n=4）。于作用后15、90min,采用放免法测定各组RPMVECcAMP浓度。结果正常对照组RPMVECcAMP浓度为（11．83±1．35）fmol／μl;LPS组和LPS＋山莨菪碱组15、90min两个时相点RPMVECcAMP浓度均显著高于正常对照组（P〈0．01）。10μg/mlLPS作用15min,cAMP浓度显著低于10μg／mlLPS作用90min（P〈0．01）;LPS＋山莨菪碱组作用15min,cAMP浓度也显著低于作用90min（P〈0．01）。LPS组作用15min与LPS＋山莨菪碱组作用15min比较,细胞内cAMP浓度无显著差异（P〉0．05）;两组作用90min比较,cAMP浓度也无显著差异（P〉0．05）。结论LPS作用可引起RPMVECcAMP浓度显著升高,其机制可能与LPS引起的腺苷酸环化酶活化有关,而与LPS引起的β—AR变化下调无关。     

模拟失重环境碱性成纤维细胞生长因子对人牙周膜成纤维细胞增殖的影响

目的 探讨在模拟失重环境下碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对人牙周膜成纤维细胞(hPDLF)增殖的影响. 方法 试验分对照组、模拟失重组和模拟失重加hPDLF组3组.采用酶消化组织块培养法分离、培养原代hPDLF.应用噻唑蓝比色法,检测模拟失重条件下,不同时间和不同浓度的bFGF对hPDLF增殖的影响. 结果 在模拟失重12h、24h组hPDLF增殖较对照组没有显著差别,在48h、72h模拟失重组较对照组显著降低,差异有统计学意义(t=7.303、8.668,P<0.01).模拟失重48 h时bFGF浓度在50～100μg/L范围内加bFGF组hPDLF增殖高于模拟失重组,差异有统计学意义(P<0.05),而bFGF浓度为1～10μg/L时,两组没有显著差别. 结论 模拟失重在48 h、72 h对hPDLF的增殖有抑制作用,模拟失重环境bFGF浓度在50～100μg/L范围内具有促进hPDLF增殖的效应.     

模拟失重对离体大鼠肺动脉血管调节功能的影响

目的 研究模拟失重对离体大鼠肺血管调节功能的影响,旨在探讨模拟失重对肺循环的影响和立位耐力降低的发生机制. 方法采用尾部悬吊(TS)大鼠模拟失重生理效应.24只健康雄性Wistar大鼠随机分为对照组、TS 7 d和TS 14 d共3组.采用离体肺灌流技术,利用Power-lab生理系统记录恒流下大鼠肺循环灌注压的变化,并分别于苯肾上腺素(PE)、乙酰胆碱(Ach)和硝普钠(SNP)药物干预后,观察离体肺血管反应性,并计算出肺血管阻力. 结果与对照组相比,TS7 d和TS 14 d大鼠离体肺在恒流灌注下肺动脉压明显降低(F=3.58～20.86,P<0.05或P<0.01),离体大鼠肺动脉血管对PE的收缩反应明显下降,对Ach和SNP的舒张反应明显增强,同时肺血管阻力也相应降低(F=3.56～20.44,P<0.05或P<0.01). 结论尾吊大鼠离体肺血管灌注压降低,血管收缩反应性降低、舒张反应性增强,肺血管阻力减弱,尾吊模拟失重大鼠肺循环血管调节功能减弱,对失重后立位耐力不良有一定的影响.     

肺动脉平滑肌细胞对低氧诱导的肺微血管内皮细胞白介素表达的调节及机制

目的 研究低氧对肺微血管内皮细胞(PMVECs)的白细胞介素(IL)6、IL-1β、受体酪氨酸激酶(RTK)和Janus激酶3(JAK3)表达的影响,以及肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)在其中的调控作用.方法 单独培养的大鼠PMVECs分为正常(N)组及低氧2h(H2)组、6h(H6)组、12h(H12)组,另设立PMVECs共培养组(与PASMCs共同培养)和单纯培养组,均接受6h或12h的低氧(氧浓度为3%)处理.应用RT-PCR方法 检测IL-6、JAK3的mRNA表达水平,放免法测定培养细胞上清中的IL-6蛋白含量,放射性酶分析法测定细胞膜、胞质中RTK的活性,ELISA法测定细胞培养上清中的IL-1β蛋白含量.结果 低氧刺激后,PMVECs的LL-6、JAK3 mRNA表达及IL-6、IL-1β蛋白含量均增加.与N组比较,低氧处理各组的以上各指标均有所上升(P<0.01),以6h时间点最为明显(P<0.01).胞膜RTK活性在低氧刺激各组明显降低(P<0.01),而胞质RTK活性明显升高(P<0.01),以12h时间点最为明显(P<0.05).在低氧刺激6h后,共培养组的PMVECs内IL-6、JAK3的mRNA表达,以及IL-6、IL-1β蛋白含量均较单纯培养组有所降低(P<0.05);在低氧刺激12h后,共培养组的PMVECs的RTK活性也较单纯培养组降低(P<0.05).结论 低氧可以促进PM-VECs的IL-6 mRNA表达.并能增加IL-6和IL-1β蛋白含量,复合培养情况下PASMCs对此具有下调作用,其机制可能与RTK和JAK涉及的信号转导通路有关.     

MicroRNA-124对人脐静脉内皮细胞增殖和凋亡的影响

目的 观察miR-124对内皮细胞增殖和凋亡的影响,探讨miR-124在动脉粥样硬化中的作用.方法 采用荧光定量PCR检测miR-124在40例冠心病患者及40例正常对照血浆中的表达水平,CCK-8和BrdU法检测miR-124对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)增殖的影响,TUNNEL染色检测miR-124对HUVECs凋亡的影响,Western blotting检测miR-124对HUVECs促凋亡蛋白cleaved caspase 3及抗凋亡蛋白Bcl-2表达的影响.结果 与对照组比较,miR-124在冠心病患者血浆中的表达明显降低.CCK-8和BrdU检测结果提示miR-124可明显促进HUVECs增殖;TUNNEL染色及Western blotting检测结果提示,miR-124可明显降低HUVECs凋亡细胞的比例及cleaved caspase 3表达,同时增加Bcl-2的表达.结论 MiR-124可促进HUVECs的增殖并抑制其凋亡,为深入认识动脉粥样硬化的发病机制提供了理论依据.     

Effects of radiographic contrast media on proliferation and apoptosis of human vascular endothelial cells

The aim of the study was to determine the effects of radiographic contrast media (RCM) on proliferation and apoptosis of human vascular endothelial cells. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were exposed for either 1 min or 15 min to RCM (diatrizoate, ioxaglate, iopromide, iotrolan) at an iodine concentration of 250 mgl ml-1. Controls were complete growth medium (CGM) and saturated mannitol (osmotic control). [3H]thymidine incorporation was used to determine cell proliferation 24 h after exposure. Apoptosis was determined at 1 h and 6 h by terminal uridine nick end labelling (TUNEL), time lapse video microscopy (TLVM) and DNA electrophoresis. Mean proliferation rates (%) (+/- SEM) (p-values compared with the CGM control) at 1 min and 15 min, respectively, were: diatrizoate: 31.9 (10.6), 5.8 (1.5) (p < 0.001); ioxaglate: 48.4 (10.9), 20.4 (4.5) (p < 0.001); iopromide: 63.4 (8.7), 58.2 (10.2) (p < 0.05); iotrolan: 84.7 (7.3), 72.8 (12.4) (p = ns); saturated mannitol 50.5 (9.6), 45.9 (10.0) (p < 0.001). Mean apoptotic indices (%) (+/- SEM) at 1 h and 6 h following 1 min exposure, respectively, were: CGM: 0.25 (0.13), 0.23 (0.08); diatrizoate: 2.18 (0.19), 2.69 (0.34) (p < 0.001); ioxaglate: 1.90 (0.23), 1.69 (0.02) (p < 0.05); iopromide: 0.59 (0.04), 0.33 (0.02) (p = ns); iotrolan: 0.30 (0.07), 0.27 (0.1) (p = ns); saturated mannitol 2.11 (0.24), 1.4 (0.1) (p < 0.05). After 15 min exposure, apoptosis rates at both 1 h and 6 h, respectively, were: iotrolan: 0.29 (0.17), 0.51 (0.16) (p = ns); diatrizoate: 3.19 (0.81), 11.66 (1.75) (p < 0.001); ioxaglate: 1.88 (0.14), 2.87 (0.20) (p < 0.05); iopromide: 1.06 (0.11), 1.52 (0.15) (p < 0.05); saturated mannitol 1.62 (0.09), 4.63 (0.74) (p < 0.05). TLVM and DNA electrophoresis confirmed the occurence of apoptosis after exposure to RCM. In conclusion, saturated mannitol and all tested RCM, with the exception of iotrolan, (diatrizoate > ioxaglate > iopromide) reduced proliferation and increased apoptosis of HUVECs. The effects were more pronounced with ionic RCM and seem to depend on osmolality as well as the chemical structure of these agents. Endothelial injury and apoptosis may be responsible for some of the side effects associated with intravascular use of RCM.     

失重或模拟失重对微生物的生物学效应研究进展

目的 综述国内外关于失重或模拟失重对微生物生物学效应方面的研究进展.资料来源与选择国内外该领域公开发表的相关论著及综述.资料引用引用文献资料38篇.资料综合空间失重环境可诱导微生物生理生化和遗传性状发生变异,一些原本对人体和环境无害的微生物种群会在毒力、致病性、抗生素敏感性等方面发生改变.结论 利用微生物开展空间失重生物学效应的研究对于阐明失重环境下微生物生存和变异的机制、未来空间受控生态生保系统的建立、空间微生物安全监控及空间失重资源的合理利用等都有重要的理论和实际意义. Abstract： Objective To summarize the latest studies on the biological effects of microgravity or simulated microgravity on microorganisms in the world. Literature resource and selection The related published articles and reviews in the field. Literature quotation Thirty-eight references were cited. Literature synthesis Studies showed that microgravity environment of space could induce the variations of microorganisms on their physiological, biochemical and genetic characteristics.Some microorganism populations, those are originally unharmful to human body or environment, show variations on virulence, pathogenicity, sensitivity to antibiotics, etc. Conclusion Studies on the effects of microgravity on microorganisms have important theoretical and practical significance on clarifying the survival and mutation mechanism of microorganisms in microgravity, establishing the future's space controlled ecological life support system, monitoring the safety of microorganisms in the space and rationally utilizing microgravity resources.