流体切应力对成骨细胞Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路的影响

背景：力学刺激对Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路对成骨细胞的分化,增殖和凋亡有重要作用。Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路的影响是近年来研究的热点。目的：探讨流体切应力对Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路的影响在促进骨细胞骨形成和修复中的作用。方法：应用计算机检索CNKI期刊全文数据库和PubMed数据库（1990-01/2009-12）与流体切应力对成骨细胞Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路影响有关的文章,纳入43篇符合标准的文献进行综述。结果与结论：力学负荷刺激Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路可提高LRP5G171V鼠骨细胞骨形成敏感性,导致骨量增多,密度增大。体内和体外力学实验都支持Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路是力学刺激的正常反应通路,Wnt/β-连锁蛋白信号转导通路在力学刺激作用下能提高成骨或骨细胞的成骨敏感性。     

Wnt/β-catenin信号通路在骨重建中的作用研究进展

<正>骨重建包括骨吸收及其耦联的骨形成两方面,在正常情况下,成骨细胞介导的骨形成和破骨细胞介导的骨吸收维持动态平衡。Wnt/β-catenin信号通路在骨重建过程中起到重要的作用,与成骨细胞分化、增殖和骨形成密切相关,并通过不同途径影响破骨细胞及骨细胞的功能,现就Wnt/β-catenin信号通路在骨重建过程中的作用作一综述。Wnt/β-catenin信号通路,进化保守,在胚胎发育、器官形     

PI3K/Akt信号通路应力与应激对β-连环蛋白及骨代谢的共刺激☆

背景:运动时应力作用于人体,且同时伴有应激产生,Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路对应力刺激敏感,通过中间途径环氧化酶2/前列腺素E2调节下游促红细胞生成素/RANKL/RANK信号从而影响骨代谢.白细胞介素6是通过非受体型的酪氨酸激酶/信号传递转录激活蛋白信号通路途径,同样影响骨代谢.目的:探讨应力和应激是否在同一信号途径上对β-连环蛋白的共刺激效应.方法:由第一作者于2000/2011通过计算机检索 CNKI、HighWire 和 Elsevier 数据库中关于“应力刺激,应激, Wnt/β-连环蛋白,磷脂酰肌醇-3激酶/丝/苏氨酸蛋白激酶,骨代谢”的相关文献.选择与应力刺激或应激对信号通路的影响有关文章内容,共纳入37篇文章.结果与结论:环氧化酶2/前列腺素E2作为对应力敏感的Wnt/β-连环蛋白信号通路的中间信号,协同应激产生的白细胞介素6,通过对PI3K/Akt途径的激活作用,使β-连环蛋白信号级联放大,并对促红细胞生成素/RANKL/RANK骨吸收信号的调节作用进一步加强,可以解释过度训练导致骨损伤易感性发生的机制,同时也验证了应力与应激在信号通路中的协同刺激作用.     

氟影响成骨细胞转化生长因子超家族成员表达的传导通路

背景:氟中毒骨转换过程中转化生长因子β家族成员参与了骨转换过程,但是机制不清楚.目的:观察氟对体外培养成骨细胞中转化生长因子β1,骨形态发生蛋白2 和SMAD4 信号转导通路的影响.方法:体外培养人成骨细胞,按染氟(NaF)剂量将成骨细胞分为0(对照),0.625,1.25,2.5,5,10,20,40,80,160 mg/L组进行实验观察.结果与结论:氟对成骨细胞增殖影响与转化生长因子B1,骨形态发生蛋白2 表达有密切的关系.当氟质量浓度为0.625 mg/L时,氟化物产生的效应主要通过转化生长因子B1,骨形态发生蛋白2,SMAD4 信号转导通路调节.当低于或超过此剂量时,氟化物产生的效应与信号转导通路关系不大,可能存在转化生长因子β1 及骨形态发生蛋白2 其他传导通路的调节.     

PI3K/Akt信号通路应力与应激对β-连环蛋白及骨代谢的共刺激

背景：运动时应力作用于人体,且同时伴有应激产生,Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路对应力刺激敏感,通过中间途径环氧化酶2/前列腺素E2调节下游促红细胞生成素/RANKL/RANK信号从而影响骨代谢。白细胞介素6是通过非受体型的酪氨酸激酶/信号传递转录激活蛋白信号通路途径,同样影响骨代谢。目的：探讨应力和应激是否在同一信号途径上对β-连环蛋白的共刺激效应。方法：由第一作者于2000/2011通过计算机检索CNKI、HighWire和Elsevier数据库中关于＂应力刺激,应激,Wnt/β-连环蛋白,磷脂酰肌醇-3激酶/丝/苏氨酸蛋白激酶,骨代谢＂的相关文献。选择与应力刺激或应激对信号通路的影响有关文章内容,共纳入37篇文章。结果与结论：环氧化酶2/前列腺素E2作为对应力敏感的Wnt/β-连环蛋白信号通路的中间信号,协同应激产生的白细胞介素6,通过对PI3K/Akt途径的激活作用,使β-连环蛋白信号级联放大,并对促红细胞生成素/RANKL/RANK骨吸收信号的调节作用进一步加强,可以解释过度训练导致骨损伤易感性发生的机制,同时也验证了应力与应激在信号通路中的协同刺激作用。     

镁离子通过稳定β-catenin调节成骨活性

[目的]探讨镁离子对成骨细胞内信号通路的影响。[方法]以镁离子刺激成骨细胞，WesternBlot法检测Wnt通路相关蛋白。[结果]镁离子促进GSK3β的磷酸化，稳定B—catenin，从而激活wnt通路。除此之外，镁离子还能增加ERK1／2磷酸化，进而促进c—fos蛋白合成，从而刺激成骨活性。[结论]镁离子促进成骨可能通过以上两条细胞通路。     

Wnt/β-连环蛋白信号通路与骨质疏松

经典Wnt信号通路在成骨细胞的发生及骨形成过程中扮演重要角色.研究表明上调或下调Wnt通路中相关因子的表达或改变它们的功能,通过影响成骨细胞的发育、分化、骨基质的形成和矿化,间接影响破骨细胞的发生和骨吸收等,导致骨量减少或高骨量的变化.     

Wnt信号通路拮抗剂Dkk1调节骨代谢的最新进展

背景:Dickkopf-1(Dkk1)是一种Wnt信号通路的可溶性胞外抑制剂,可以通过竞争性地结合Wnt蛋白的共同受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6来阻断经典Wnt/β-catenin途径,进而调控Wnt/β-catenin途径下游靶基因的转录。目的:将Dkk1调节骨代谢的最新进展作一综述,为骨疾病的抗Dkk1治疗提供理论基础。方法:电子检索CBM和Medline数据库中1995至2012年关于Dkk1对骨代谢调节作用的文章,检索词为"Dkk1;骨重塑;骨疾病"和"Dkk1;bone remodeling;bone diseases"。纳入关于Dkk1调节骨代谢的高质量文献,排除重复发表文献。结果与结论:初始检索118篇文献,按纳入排除标准筛选后,选出36篇文献进行综述。骨组织时刻处于动态的重塑过程中,成骨细胞和破骨细胞的相互作用决定着骨形成和骨吸收之间的平衡。Dkk1可阻断Wnt/β-catenin信号通路、抑制骨形成,同时又通过与骨保护素/核因子ΚB受体活化因子配体/前体细胞表面受体轴的串话作用促进破骨细胞的分化与成熟。促进骨形成、抑制骨吸收是抗Dkk1治疗骨代谢相关疾病引起骨质缺失的主要机制与思路,且临床试验结果良好,Dkk1是一个非常有潜力的骨代谢疾病治疗靶点。     

成骨细胞和骨细胞的力学信号转导

背景:骨骼具有功能适应性的特点,骨骼细胞是力学信号敏感细胞,但细胞的力学信号转导功能是如何实现的,对骨骼如何调控仍不明确.目的:了解成骨细胞和骨细胞的力学信号转导途径,为利用力学信号改善骨骼功能提供理论依据.方法:应用计算机检索PubMed数据库2000-01/2011-03相关文献.英文检索词为"osteoblast,osteocyte,bone cells,mechanical stress",根据纳入标准共69篇文章进行综述,以此对骨骼细胞力学信号转导相关内容进行总结.结果与结论:骨骼具有功能适应性的特点,骨骼细胞是力学信号敏感细胞,但细胞的力学信号转导功能是如何实现的,对骨骼具有怎样的调控仍不明确.研究表明,由于骨骼的结构特点和细胞位置,成骨细胞和骨细胞是最重要的力学敏感性细胞.力学信号在骨骼内的转导过程分为4个阶段:①力学偶联.②生化偶联.③信号的传递.④效应性细胞的反应.通过这4个阶段的作用,作用在骨骼上的应力信号转导为生物化学信号,并影响细胞的功能,最终导致骨骼组织出现相应的结构变化以适应应力环境的需要.对于力学信号在骨髓间充质干细胞中的调控机制还有待继续深入探索.     

氟影响成骨细胞转化生长因子超家族成员表达的传导通路

背景：氟中毒骨转换过程中转化生长因子β超家族成员参与了骨转换过程,但是机制不清楚。目的：观察氟对体外培养成骨细胞中转化生长因子β1,骨形态发生蛋白2和SMAD4信号转导通路的影响。方法：体外培养人成骨细胞,按染氟（NaF）剂量将成骨细胞分为0（对照）,0.625,1.25,2.5,5,10,20,40,80,160mg/L组进行实验观察。结果与结论：氟对成骨细胞增殖影响与转化生长因子β1,骨形态发生蛋白2表达有密切的关系。当氟质量浓度为0.625mg/L时,氟化物产生的效应主要通过转化生长因子β1,骨形态发生蛋白2,SMAD4信号转导通路调节。当低于或超过此剂量时,氟化物产生的效应与信号转导通路关系不大,可能存在转化生长因子β1及骨形态发生蛋白2其他传导通路的调节。     

Wnt信号通路拮抗NDkkl调节骨代谢的最新进展

背景：Dickkopf-1（Dkk1）是一种Wnt信号通路的可溶性胞外抑制剂,可以通过竞争性地结合Wnt蛋白的共同受体低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6来阻断经典Wnt/β-catenin途径,进而调控Wnt/β-catenin途径下游靶基因的转录。目的：将Dkk1调节骨代谢的最新进展作一综述,为骨疾病的抗Dkk1治疗提供理论基础。方法：电子检索CBM和Medline数据库中1995至2012年关于Dkk1对骨代谢调节作用的文章,检索词为＂Dkk1;骨重塑;骨疾病＂和＂Dkk1;bone remodeling;bone diseases＂。纳入关于Dkk1调节骨代谢的高质量文献,排除重复发表文献。结果与结论：初始检索118篇文献,按纳入排除标准筛选后,选出36篇文献进行综述。骨组织时刻处于动态的重塑过程中,成骨细胞和破骨细胞的相互作用决定着骨形成和骨吸收之间的平衡。Dkk1可阻断Wnt/β-catenin信号通路、抑制骨形成,同时又通过与骨保护素/核因子ΚB受体活化因子配体/前体细胞表面受体轴的串话作用促进破骨细胞的分化与成熟。促进骨形成、抑制骨吸收是抗Dkk1治疗骨代谢相关疾病引起骨质缺失的主要机制与思路,且临床试验结果良好,Dkk1是一个非常有潜力的骨代谢疾病治疗靶点。     

应力刺激与骨保护蛋白、核因子κB受体活化因子及其配体骨代谢信号通路

背景:骨保护蛋白、核因子κB受体活化因子及其配体(osteoprote-gerin/ligand of receptor activator of NF-κB/receptor activator of NF-κB,OPG/RANKL/RANK)骨代谢信号通路是对应力敏感的通路之一。不同性质的运动会产生不同的机械应力刺激,影响骨代谢信号通路。目的:观察不同性质的运动对OPG/RANKL/RANK信号通路的影响。方法:由第一作者于2000/2011通过计算机检索CNKI,HighWire和Elsevier数据库中关于"应力刺激与OPG/RANKL/RANK"的相关的论文报告。以"应力刺激,OPG/RANKL/RANK"或"应力刺激,骨代谢"为检索词进行检索。选择的文章内容与应力刺激对信号通路的影响有关,选择相关近期发表的文献或者是发表在权威期刊的文献。共检索到215篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入31篇文章。结果与结论:运动对骨骼不断产生机械应力刺激,这种机械应力刺激可以通过影响成骨细胞和破骨细胞的OPG/RNAKL/RANK信号调节系统而调节骨组织代谢。但是相关文献中的研究结果不一致,有待进一步的研究。     

骨髓间充质干细胞成骨过程的诱导因素和信号转导调控

背景:骨髓间充质干细胞在适宜的培养条件下可被诱导分化成各种组织细胞,此外还具有基质细胞的特性,能够分泌各种细胞因子,支持造血功能,是组织重塑和功能修复的理想细胞来源.目的:对影响骨髓间充质干细胞成骨过程的各种因素和涉及的常见信号转导通路进综述.方法:应用计算机检索Pubmed数据库(1998-01/2009-05),以"bone mesenchymal stem cell,osteogenesis"为检索词;应用计算机检索维普数据库(1998-01/2009-05),以"成骨、骨形成蛋白、骨髓间充质干细胞"为检索词.结果与结论:共收集108篇关于骨髓间充质干细胞和骨形成蛋白的文献,中文31篇,英文77篇.排除发表时间较早、实验设计科学性较差的文献,共15篇文献符合标准被纳入.骨髓间充质干细胞其成骨过程在很大程度上取决于诱导分化条件,基本辅剂、骨形成蛋白及其他一些细胞因子和激素均在此列,此外多条信号转导通路办参与调控骨髓间充质干细胞成骨过程.热休克蛋白在骨髓间充质干细胞增殖、分化、成组织过程及应对外界刺激的保护效应的信号通路调控机制值得关注.     

骨细胞在骨重建中的功能与作用

背景：骨细胞在骨组织中形成遍布矿化骨基质的三维细胞网络,可以作为骨代谢重要的调节因子。目的：分析讨论骨细胞在骨重建过程中功能的研究进展。方法：应用计算机检索PubMed数据库、ELSEVIER数据库1990年1月至2012年4月有关骨细胞功能及骨重建的文章,检索词“osteocytes,remodeling”。同时检索万方数据库1990年1月至2012年4月相关文章,检索词“骨细胞,骨重建”。选出有代表意义的41篇进行归纳总结,排除重复或类似的同一研究。结果与结论：骨细胞对于应力的感受与反应使得骨细胞在骨重建中发挥着重要的作用,包括骨重建的启动、骨吸收抑制以及骨形成的调节。研究表明骨细胞的突触可能作为应力造成细胞变形的直接感受器。实验证明骨细胞受应力刺激后可能激活Wnt／Lrp通路作为硬化蛋白的负调节因子,而硬化蛋白本身是骨形成的负调节因子,骨细胞在重建过程中可能还承担着控制骨基质填充速度的角色。     

骨形成蛋白信号转导及调控

背景:骨形成蛋白属于转化生长因子β超家族成员,具有很强的诱导成骨能力。目的:对骨形成蛋白功能、信号转导及调控机制及其信号通路异常与人类疾病的关系进行综述。方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2010)Medline(1999/2010)数据库,检索词分别为"骨形成蛋白、骨形成蛋白受体、Smad蛋白、信号转导、信号调控"和"Bone morphogenetic proteins,Bone morphogenetic proteins receptors,Smads,Signal transduction,Signaling regulation"。从骨形成蛋白的结构与功能,骨形成蛋白信号传导通路及调控,骨形成蛋白信号通路异常与人类疾病3方面进行总结。共检索到110篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入47篇文章。结果与结论:骨形成蛋白主要通过Smad依赖性和Smad非依赖性2条信号转导途径发挥作用,此过程受到细胞内外许多蛋白的调控,此外骨形成蛋白信号通路异常与人类某些疾病密切相关。     

机械力学对体外骨髓间充质干细胞的影响

目的:分析力学刺激体外骨髓间充质干细胞所产生增殖分化等生物学效应的影响及其力化学信号转导途径。资料来源:因特网上检索PubMed数据库中2000-01/2006-06期间有关力学刺激对骨髓干细胞作用效应进展的英文文章,检索词“stem cel1,marrow mesenchymal stem cells,mechanical stimulation,stress”,同时检索CNKI中国知网医学文献数据库2000-01/2006-06期间的相关文章,检索词为“干细胞、骨髓间充质干细胞、机械刺激、应力”。资料选择:对资料进行筛选,选取相关文章查找全文。纳入标准:①骨髓间充质干细胞相关生物学特性。②体外细胞加载的应力分类及相应力学装置的特点。③应力对细胞影响的研究。④能获取文章的全文。排除标准:①较陈旧的文献。②重复研究。资料提炼:共收集关于86篇体外骨髓干细胞及力学干预的相关文献。其中30篇符合纳入标准。资料综合:①骨髓干细胞具有高度增殖及多向分化能力,可通过体外培养、干预作为细胞组织工程的理想种子细胞。②力学刺激是体外调节细胞生物学效应的重要途径,其中力学分类有:流体切应力、静止压应力、张应力、离心力以及单个细胞的吸吮力等,介绍各种力以及相应的力学装置的特点。③骨髓干细胞加载各种应力干预后产生的生物学效应,以及细胞应力学刺激的机制、信号转导途径。结论:力学刺激可影响骨髓间充质干细胞生物学特性,在适当的力学刺激条件下,促进细胞的增殖与分化,为骨组织工程提供新的技术手段,同时也为临床应用牵拉成骨的骨再生过程提供理论依据。     

Wnt信号通路中的分子及配体参与成骨与破骨细胞间的转化

背景:在关节软骨退行性病变中,Wnt信号通路在调节软骨细胞与成骨细胞的失衡,调控软骨细胞的增殖、骨化与退变的作用,越来越被人们所重视。目的:综述Wnt信号通路在骨性关节炎中的作用。方法:应用计算机检索万方数据库2001/2011相关文章,检索词为"Wnt,信号通路,软骨细胞",并限定文章语言种类为中文,共检索到文献24篇。同时计算机检索Pub Med数据库2001/2011相关文章,检索词为"Wnt,pathway chondrocyte",并限定文章语言种类为English,共检索到文献82篇。最终纳入符合标准的文献25篇。结果与结论:分泌型Wnt家族中的一系列蛋白及其配体在软骨细胞骨化、成骨细胞表型维持、抑制骨髓间充质干细胞脂肪化等方面发挥着重要的作用。其经典的Wnt/β-actnin通路通过一系列信号分子的激活与抑制及与其他信号通路间的交叉和级联反应,参与调控骨性关节炎的发展进程。同时,Wnt通路中的分子及配体又参与调控成骨细胞与破骨细胞间转化的平衡、骨质增生与重建破坏等过程。     

机械离心力对成骨细胞骨形态发生蛋白信号通路的影响

背景:Runx-2是骨形态发生蛋白信号的靶目标,骨形态发生蛋白信号转导通路参与了成骨细胞对机械离心力刺激的生理响应过程,而且在成骨细胞对力学信号引起的信息传递级联反应中扮演了重要角色。目的:观察机械离心力对成骨细胞骨形态发生蛋白信号通路的影响。方法:将MC3T3-E1细胞用体积分数为10%胎牛血清DMEM培养基预处理24h后,分为对照组,90r/min组、180r/min及250r/min组,每组再分为离心1,3,6h亚组,给予不同转速和不同时间离心力刺激。对照组同步置于除离心外相同的环境中。收获细胞,提取总RNA,并反转录为cDNA,通过实时荧光定量PCR检测Runx2基因表达情况。结果与结论:随着加力时间的延长,Runx2mRNA的表达增加,二者成正相关,转速为180r/min组的Runx2mRNA表达明显高于90r/min组和250r/min组(P<0.01);90r/min组和250r/min组Runx2mRNA的表达稍高于对照组,差异无显著性意义(P=0.119)。结果可见离心力大小和离心持续时间不同对成骨细胞骨形态发生蛋白信号通路的生理响应不同,该通路在对力学信号引起的信息传递级联反应中起重要作用。