基于信号通路网络交互研究复叶耳蕨总黄酮诱导BMSCs成骨分化的分子机制

【目的】 探究复叶耳蕨总黄酮对大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)增殖、定向成骨分化的影响以及相关信号通路。 【方法】 采用差速贴壁法体外分离、纯化和培养大鼠骨髓间充质干细胞,取P3代细胞,采用MTT法检测细胞生长曲线、流式细胞术测定细胞表面标志。实验采用不同浓度的复叶耳蕨总黄酮培养基对大鼠BMSCs定向诱导分化,观察BMSCs诱导分化过程中诱导细胞的形态;测定诱导细胞碱性磷酸酶(ALP)活性和组织化学染色观察钙化结节形成能力;采用RT-PCR和ELISA法检测BMSCs诱导分化过程中的WNT和BMP通路转导体及其交汇靶点Runx2相关基因表达。 【结果】 体外培养的细胞表达BMSCs细胞表面标志;复叶耳蕨总黄酮对BMSCs增殖具有一定的抑制作用;促进BMSCs分化为成骨细胞;增强ALP活性和钙结节形成;上调WNT通路转导体β-catenin、cyclinD1和BMP通路转导体BMP2、BMP4、两条通路交互靶点Runx2以及骨桥蛋白、骨钙蛋白和Ⅰ型胶原基因表达。 【结论】 复叶耳蕨总黄酮能够上调BMP和WNT通路,促进网络靶点Runx2表达,从而促进大鼠BMSCs定向分化为成骨细胞。     

人参皂苷Rg1对衰老大鼠免疫系统的影响

【目的】 面临人口老化进程加快和人们寿命提高的趋势,老年人群的健康已经成为社会科学和医学科学高度关注的重大问题。免疫系统衰老是生物体衰老的关键环节,它将导致机体免疫、造血、修复功能障碍和肿瘤发生率提高。本研究阐释人参抗衰老成分Rg1对免疫系统衰老调控作用及其相关机理,为防治衰老相关疾病,促进祖国医学发展提供理论与实验依据。 【方法】 建立D-半乳糖致免疫功能衰退大鼠模型,通过体内注射人参皂苷Rg1干预衰老进程。检测以下指标:(1)外周血白细胞与淋巴细胞总数及CD4⁺/CD8⁺T细胞比例;(2)股骨骨髓有核细胞数、细胞增殖与形成CFU-GM能力;(3)脾脏、胸腺实质结构比例与衰老细胞比例,脾细胞、胸腺细胞增殖能力,分泌IL-2/6,TNF-α,GM-CSF水平和细胞产生活ROS、SOD、MDA、GSH、GSSH水平;(4)腹腔巨噬细胞吞噬功能与吞噬指数。 【结果】 连续注射D-半乳糖能成功建立免疫功能衰退大鼠模型。与衰老模型组大鼠比较,注射人参皂苷Rg1使衰老大鼠白细胞和淋巴细胞总数提高,CD4⁺/CD8⁺T细胞比例升高;股骨骨髓有核细胞数升高、细胞增殖与形成CFU-GM能力提升;脾脏与胸腺实质结构比例增加,衰老细胞比例减少;脾细胞和胸腺细胞增殖能力提高,分泌IL-2/6、TNF-α、GM-CSF水平提高,产生AGEs、ROS、MDA、GSH/GSSG水平下降,SOD活性明显回升;腹腔吞噬细胞吞噬中性红能力明显增强,吞噬指数增加。 【结论】 (1)D-半乳糖能成功建立免疫功能衰退大鼠模型;(2)人参皂苷Rg1是人参的抗衰老成分,能有效提高免疫系统功能,阻止致衰剂导致的免疫系统衰退,其机理与拮抗D-半乳糖对免疫系统的氧化损伤密切相关。     

丹酚酸B干预EPCs对BMSCs移植的AMI大鼠心肌VEGF、bFGF蛋白表达的影响

[目的]探讨中药丹酚酸B预处理的内皮祖细胞(EPCs)对骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植后,急性心肌梗死(AMI)大鼠心肌血管新生的影响。[方法]密度梯度离心法和贴壁筛选法培养、纯化EPCs与BMSCs;免疫细胞化学法(CD34/CD133/CD44)分别鉴定两种细胞。结扎大鼠左冠状动脉,制作大鼠急性心肌梗死模型;丹酚酸B最佳药物浓度干预的EPCs,与BMSCs混合,在大鼠心肌梗死区周边分5点注射。免疫组织化学法检测心肌蛋白的表达。[结果]细胞移植4周后,EPCs与BMSCs共移植组血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的积分光密度(IOD)分别13.179±3.053、23.634±4.705,与对照组差异具有统计学意义。[结论]丹酚酸干预EPCs提高BMSCs移植后大鼠心肌VEGF、bFGF蛋白表达,有效改善了BMSCs向心肌分化的血管微环境。     

TSC1基因对调节性T细胞发育分化的免疫调控作用

【目的】 本研究利用TSC1的T细胞特异缺失小鼠探讨TSC1对T细胞尤其是调节性T细胞(Treg)发育的免疫调控效应。 【方法】 主要应用T细胞特异性TSC1基因敲除小鼠(Lck-cre; TSC1loxp/loxp)及细胞分子免疫学技术, 阐明TSC1基因对CD4⁺ Treg发育分化及其免疫功能的重要调控作用和规律。 【结果】 (1)TSC1基因缺失小鼠,其胸腺CD4⁺CD8^-T (CD4SP),CD8⁺CD4^-T(CD8SP),CD4^-CD8^-T(DN)和CD4⁺CD8⁺T(DP)细胞百分率无显著差异;(2)TSC1基因缺失小鼠CD4⁺Foxp3⁺Tregs百分率和细胞绝对数均明显增加;(3)小鼠外周免疫器官(脾脏)的CD4⁺CD25⁺Foxp3⁺T细胞百分率和绝对数均无显著差异;(4)小鼠胸腺中CD4⁺CD25⁺Foxp3^-T细胞百分率和绝对数有下降的趋势;(5)小鼠胸腺中Treg其他亚型如CTLA-4以及GITR型均有所增加。 【结论】 TSC1缺失可以影响nTreg的发育和分化,而对iTreg发育和分化无明显影响,并且TSC1对于nTreg的调节可能是通过调控其前体发育分化而实现的。     

SIRT3对乳腺癌干细胞衰老影响及机制的研究

【立论依据及设计思路】 乳腺癌干细胞是一类具有较强自我更新能力与分化潜能的癌细胞,在肿瘤形成和复发中起重要作用。衰老是细胞、机体成熟后,随年龄增加,自身结构组分逐步退变、趋向死亡的现象。促进乳腺癌干细胞衰老,可抑制其增殖分化。SIRT3是组蛋白去乙酰化酶之一,可调控干细胞衰老相关基因的表达。有研究显示,SIRT3在乳腺癌干细胞中高表达,但其对乳腺癌干细胞衰老的影响及机制未明。我们猜测SIRT3可通过增强ROS清除酶活性,抑制ROS的蓄积,从而阻碍乳腺癌干细胞衰老。本研究拟在乳腺癌干细胞中沉默、过表达SIRT3,探究SIRT3对乳腺癌干细胞衰老的作用,并利用免疫共沉淀等技术,阐明其中机制。 【实验内容】 (1)体外实验:构建过表达、沉默SIRT3的乳腺癌干细胞稳定细胞系,检测ROS及相关基因的表达量,同时检测细胞衰老状态,利用免疫共沉淀及质谱技术研究其机制;(2)体内实验:过表达、沉默SIRT3的乳腺癌干细胞稳定细胞系体内成瘤,获得成瘤实验标本,检测ROS及相关基因的表达量、细胞衰老状态;(3)临床研究:获取临床乳腺癌样本,研究SIRT3表达量与乳腺癌干细胞数量、乳腺癌患者生存率及生存时间的相关性。 【材料】 临床乳腺癌组织标本、Balb/c裸鼠、乳腺癌细胞系MCF7等。 【可行性】 已有研究证实SIRT3可调控干细胞衰老相关基因;现有研究提示,SIRT3在乳腺癌干细胞中高表达;本小组及所在实验室长期致力于肿瘤干细胞研究,具备相关经验、技术、设备,所以本研究从理论、人员、实验技术、实验条件上都是可行的。 【创新性】 从SIRT3的角度探究乳腺癌干细胞的衰老机制,成果可为防治乳腺癌提供新靶点。     

ATP对大鼠BMSCs的死亡诱导作用及其机制的探究

【目的】 骨髓间充质干细胞(BMSCs)由于其来源方便、易于分离培养、具有多分化潜能、可自体移植等优点,在组织损伤修复领域受到了广泛关注。但早期大量的移植后细胞死亡是阻碍其发展的主要障碍之一。近年来研究表明局部微环境高浓度的ATP可能是导致细胞移植后死亡的因素之一。本课题将探究体外高浓度(>1 mmol/L)的ATP对大鼠BMSCs的死亡诱导作用及其是否与P2X7受体(P2X7R)和(或)Pannexin-1的激活有关,为减少BMSCs移植后死亡提供一条新的思路,以促进其在组织损伤修复中的应用。 【方法】 (1)细胞凋亡检测(CCK试剂盒; caspase-3蛋白检测;Annexin V/PI试剂盒);(2)染料摄取实验观察细胞膜孔隙形成以及激光共聚焦显微镜动态监测细胞内钙的变化;(3)细胞免疫荧光组织化学技术。 【结果】 (1)体外高浓度的ATP诱导大鼠BMSCs死亡;高浓度ATP (5、10 mmol/L) 处理大鼠BMSCs 24 h后细胞出现明显凋亡。蛋白质印迹结果显示10 mmol/L ATP 处理24、48 h后,细胞内caspase-3表达明显增加。(2)高浓度ATP诱导的大鼠BMSCs死亡的机制可能与细胞膜孔隙的形成和(或)细胞内钙超载有关;加入10 mmol/L ATP后,荧光显微镜观察显示细胞对 Ethidium Bromide染料的摄取明显增加,提示细胞膜上孔隙形成;通过激光共聚焦显微镜监测ATP干预后细胞内钙离子浓度的变化,结果显示ATP处理组细胞内Fluo-4荧光亮度随时间逐渐增强。这些数据提示高浓度ATP诱导的BMSCs死亡的机制可能与细胞膜孔隙的形成和(或)细胞内钙超载有关。(3)Pannexin-1半通道蛋白参与ATP诱导的BMSCs细胞毒性效应;细胞免疫荧光染色显示大鼠BMSCs有Pannexin-1表达。Pannexin-1的特异性阻断剂CBX可以部分阻断ATP诱导的BMSCs的死亡。(4)大鼠BMSCs表达P2X7R;细胞免疫荧光染色结果显示大鼠BMSCs表达P2X7R,但P2X7R的阻断剂oxATP不能逆转ATP诱导的细胞毒性作用。这可能是由于oxATP并不能特异性阻断P2X7R。下一步我们计划用特异性siRNA使大鼠BMSCs上P2X7R表达下调再进一步观察。 【结论】 高浓度的ATP诱导大鼠BMSCs死亡,其机制可能与细胞膜孔隙的形成和(或)细胞内钙超载有关;Pannexin-1参与了ATP诱导的大鼠BMSCs死亡作用。     

DSS对血管性痴呆大鼠PSD95表达及功能的影响

【立论依据】 血管性痴呆(VD)是一种由于脑血液循环障碍,进而使神经元损伤出现认知功能缺损的综合征,目前尚缺乏疗效肯定的手段。突触后致密蛋白-95(PSD95)在NMDAR和突触膜表面蛋白(如nNOS)之间起连接作用,对兴奋性信号转导进行整合。NMDAR参与了海马突触可塑性诱导及学习和记忆机制。在慢性脑缺血早期,PSD95过表达介导了谷氨酸兴奋毒性对神经元的损伤;缺血晚期PSD95表达过低,则出现LTP诱导障碍及学习和记忆能力下降。本课题组预实验结果表明,DSS可提高局灶性脑缺血(MCAO)再灌注损伤及2VO大鼠学习记忆能力;另外,DSS可降低MCAO再灌注24 h后大鼠皮层PSD95水平。 【设计思路】 本设计拟采用大鼠双侧颈总动脉结扎(2VO)慢性脑缺血模型,通过检测脑缺血不同时间点PSD95 mRNA和蛋白水平、PSD95与NMDAR不同亚型的相互作用,探讨DSS改善VD大鼠学习记忆的可能机制。 【实验内容】 (1)大鼠2VO模型的制备;(2)水迷宫实验;(3)尼氏染色观察海马CA1区神经元丢失情况;(4)Real-time PCR及蛋白质印迹方法观察海马组织PSD95的mRNA和蛋白水平变化;(5)免疫共沉淀方法检测PSD95与GluN2A及GluN2B的相互作用。 【材料】 220~250 g SD大鼠、抗体、PCR及尼氏染色试剂盒等。 【可行性】 (1)理论:文献及前期结果支持DSS通过调节PSD95蛋白表达及其与NMDAR的相互作用改善学习记忆的假设;(2)模型:2VO模型为建立VD的有效模型 (3)设施:实验室具备相关实验仪器 (4)操作:学生掌握实验相关操作技术。 【创新性】 本项目从临床问题出发,在前期研究的基础上,创新性地从调控PSD95表达及功能的角度研究DSS对血管性痴呆大鼠学习记忆功能的改善作用及机制。本研究可为缺血性脑血管病的新药开发以及临床治疗提供理论和实验依据。     

芳香烃受体(Ahr)蛋白介导类风湿关节炎(RA)骨破坏机制研究的实验设计

【立论依据】 近年发现,芳香烃受体蛋白(Aryl hydrocarbon receptor, Ahr)与RA骨破坏密切相关,可能成为RA的潜在治疗靶点。 【设计思路】 Wnt信号通路是成骨分化成熟的必需信号,干扰Wnt信号通路可显著抑制成骨。我们的前期实验结果显示升高的Ahr抑制了成骨细胞的分化发育和功能。为此,我们推测Ahr的内源性配体可能会拮抗Wnt蛋白与受体的结合;或Ahr作为胞内蛋白可能会促进β-catenin磷酸化降解;以及Ahr入核后可能直接或通过抑制Wnt信号通路而间接抑制成骨的靶基因转录,最终导致RA骨破坏。 【实验内容】 本实验将通过测定关节炎小鼠Ahr活化后成骨细胞分化成熟中各期标志性分子表达量的变化,明确Ahr活化对关节炎小鼠成骨细胞分化、发育和功能的抑制作用;通过测定Ahr活化后各期成骨细胞相关转录因子表达量的变化,明确Ahr活化对关节炎小鼠各期成骨细胞转录因子的抑制作用;通过测定Ahr活化后各期成骨细胞Wnt信号通路相关分子表达量的变化,探讨Ahr抑制Wnt信号通路分子降低成骨的机制;最后通过体内实验评估Ahr对关节炎骨破坏的影响。 【材料】 胶原诱导关节炎小鼠,分离的小鼠骨髓间充质干细胞,Ahr激动剂(TCDD)和抑制剂(DIM),real-time PCR、蛋白质印迹、免疫化学染色、流式细胞术、MTT、CHIP等实验方法中需要的各种试剂及设备。 【可行性】 相关文献显示Ahr激动剂可抑制成骨细胞分化发育,拮抗Ahr可改善关节炎症状,这为深入研究提供了理论依据;我们的前期结果显示RA模型鼠关节成骨细胞高表达Ahr;Ahr表达量与骨密度负相关,原代培养关节炎小鼠成骨细胞的成熟度下降,这为本实验设计提供了数据支持。 【创新性】 本实验的设计理念是依据目前对Ahr与自身免疫病的研究进展及RA骨破坏病理改变机制的最新认识,即Ahr与RA骨破坏密切相关;本实验设计的科研假说是通过文献汇总提出的,具有一定原始创新性,即Ahr直接或干扰Wnt信号通路促进骨破坏;本实验设计如能获得预期结果,可能为RA骨破坏新机制的揭示提供实验数据,也可为同时抑制炎症和骨破坏的RA防治理念提供新靶标。     

LCVS1002诱导大鼠视网膜变性

【立论依据】 Müller细胞的胶质化是很多视网膜变性疾病共有的病理过程,抑制胶质化能够保护视网膜。课题组前期研究表明LCVS1002在早期实验性糖尿病视网膜(diabetic retinopathy)病变大鼠的玻璃体中明显升高,我们推测LCVS1002可能参与了DR的视网膜变性。 【设计思路】 体内试验:检测正常SD大鼠和STZ诱导的糖网病大鼠的视网膜组织中LCVS 1002和GFAP的表达;在SD大鼠过表达LCVS1002以及在DR大鼠视网膜knockdown－LCVS1002检测其视网膜结构和功能的变化。体外试验:以661w细胞为研究对象,检测LCVS1002对神经视网膜作用的可能机制。 【实验内容】 (1)选用正常SD大鼠,采用视网膜免疫荧光方法检测出生后1~6周视网膜LCVS1002、GFAP的表达。(2)选用正常SD大鼠,对照组腹腔注射枸橼酸缓冲液,实验组注射链脲佐菌素(STZ),采用视网膜组织免疫荧光检测造模成功后的第1~7天视网膜LCVS 1002和GFAP的表达。(3)选用正常SD大鼠,在出生后10 d实验组视网膜下腔注射LCVS1002腺相关病毒(AAV2/8),对照组注射相同滴度空病毒载体,采用视网膜电生理、组织免疫荧光和TUNEL方法在4、6周分别检测视功能、LCVS1002、GFAP、Recoverin的表达和视网膜细胞的凋亡情况。(4)LC3-II腺病毒感染661W细胞后24 h,用LCVS1002处理,检测自噬。 【材料】 体内实验材料:雄性SD大鼠,由同济大学医学院实验动物中心提供。体外实验材料:661W细胞系。 【可行性】 实验所用病毒由公司商品化提供,实验所用技术包括视网膜下腔注射、免疫荧光、细胞培养是实验常规技术,能够保证实验顺利开展。 【创新性】 首次证明LCVS1002能够引起DR视网膜变性,参与DR早期的病变,有望作为一个DR的生物标记物(biomarker)。     

基于干细胞趋化特性的微流控芯片富集分选少突前体细胞的实验研究

【立论依据】 微流控芯片(microfluidic chip)是将微通道、微泵、微储液池集成一体,通过气液压等操纵细胞运动的实验室芯片,近年在细胞分选与免疫分析等方面显示出具有高灵敏度、设备微型化等优势。目前体外快速分离获取高纯度高活性的少突胶质前体细胞(OPCs)一直是难题。基质细胞衍生因子1(SDF-1)及其受体已证实广泛分布在多种干细胞中,高表达SDF-1对神经干细胞(NSC)具有显著的趋化吸引效应,是驱动NSC迁移的一类关键因子。先前对NSC分化研究提示,钙敏感受体(CaSR,与甲状旁腺素(PTH)特异亲和)在OPCs中表达量远大于神经元和星形胶质细胞,过表达CaSR的NSCs分化为少突胶质细胞的比例增加;CaSR敲除小鼠表现出严重的白质发育障碍。提示CaSR在NSC定向少突胶质细胞分化中扮演重要作用。 【设计思路】 本研究利用SDF-1对NSC趋化吸引的动力效应结合OPCs与PTH高特异亲和性,构建含高浓度SDF-1和PTH的半透膜流动腔和对应收集池的微流控芯片。近膜区可富集OPCs并进而收集分选出高纯度OPCs。 【实验内容】 (1)采用胚胎或新生大鼠脑组织制备细胞悬液。(2)以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为微流控芯片基础材料,设计含半透膜分隔的两套管道系统及对应收集池。一侧灌注SDF-1和PTH液,一侧为受微压力驱动的混合细胞悬液通过池,依据SDF-1和PTH在半透膜区域形成的趋化动力,使具有干细胞特性又高表达CaSR的OPCs逐步靠近半透膜流动,通过独立出样口收集细胞。(3)细胞活性与纯度鉴定。通过Transwell细胞迁移分析细胞活性功能;将分选细胞、以及分选细胞加入OPCs分化液培养0、1、3 d后细胞进行免疫染色鉴定类型。 【材料】 实验动物、微流控芯片板、SDF-1、PTH、神经细胞各表型鉴定用抗体。 【可行性】 微流控芯片初样已设计成型,细胞培养预实验已有效可行。 【创新性】 利用高表达CaSR的OPCs对SDF-1和PTH具有趋化性特征,设计独特的微流控芯片集合板,在微压力驱动下实现对OPCs有效快速的招募富集与分选。理论上保持了分选细胞活性与功能属性。本研究为微流控芯片在生物医学中应用即高效快速纯化OPCs开拓了新思路,为OPCs功能的深入研究提供实验依据。     

灵芝酸对2型糖尿病肾病大鼠免疫调节作用

【立论依据】 糖尿病肾病已成为终末期肾病的主要原因,其发生、发展与免疫因素密切相关,灵芝酸具有调节免疫等多种药理作用。 【设计思路】 观测2型糖尿病大鼠肾组织形态结构和免疫因子的变化,探讨灵芝酸对2型糖尿病大鼠肾病的干预作用。 【实验内容】 (1)制备糖尿病大鼠模型;(2)检测肾脏内生肌酐清除率(Ccr)和尿白蛋白排泄率(UAER)等指标;(3)察肾组织形态结构;(4)检测肾脏T/B细胞标志分子(CD4和CD8α/β)和效应分子(TNF-α、IFN-γ和TGFβ)的变化。 【材料】 8周龄SD大鼠,随机分为正常对照(A)组,模型(B)组、灵芝酸低浓度(C)组、灵芝酸高浓度(D)组,每组20只。适应性饲养7 d,B、C、D组高脂高糖喂养4周,静脉30 mg/kg注射1%链脲佐菌素(STZ)制备模型,C组灵芝酸3.0 mg/(kg·d)灌胃,D组灵芝酸6.0mg/(kg·d)灌胃,A和B组等体积生理盐水灌胃。20周龄,监测24 h尿量、尿白蛋白及尿肌酐(Ucr)、Ccr和UAER水平;分离血清,测定血糖,血肌酐及尿素氮水平;肾脏称重,计算肾脏指数;H-E,PAS和Masson染色观察肾组织病理变化、肾小球胶原纤维及ECM聚集情况;免疫组化SP法检测TGFβ;应用流式细胞术检测肾脏CD4和CD8α/β;ELISA方法检测TNF-α、IFN-γ和TGFβ。 【可行性】 前期实验结果表明:(1)20周龄时,与A组比较,B组各肾功能指标均表现出显著性差异(P<0.05),出现糖尿病肾病的明显特征;与B组比较,C组和D组各肾功能指标均有显著性差异(P<0.05);(2)与A组比较,B组出现肾小球肥大、纤维化,基底膜增厚等病理改变,肾小球面积及系膜增殖指数明显增大;与B组比较,C组和D组肾脏病变明显减轻,肾小球面积及系膜增殖指数明显降低。 【创新性】 系统研究灵芝酸对对大鼠肾组织保护作用,对临床糖尿病肾病的防护具有理论指导意义。     

大鼠血管平滑肌Caveolin-1 与TRPC1 相互作用及其在肺动脉高压中的变化

【立论依据】 业已证明,经典瞬时感受器电位1(TRPC1)通道蛋白编码的钙池操纵性钙通道(SOCC)表达上调和功能增强与肺血管增生、重构,以及肺高压密切相关,TRPC1/SOCC 存在于胞膜窖上。Caveolin-1(Cav1)是胞膜窖的主要结构蛋白,野百合碱肺高压模型大鼠和原发性肺动脉高压患者的肺血管平滑肌细胞胞膜窖分布密度和Cav1 表达都显著增加。 【设计思路与实验内容】 在对照(CON)组和慢性低氧肺高压(CH)组大鼠,采用透射电镜、定量RT-PCR 等技术和蛋白质印迹技术,观察主动脉和肺动脉主动脉上观察胞膜窖分布密度及Cav1 表达变化;此外观察胞膜窖结构被破坏后、环匹阿尼酸(CPA)、苯肾上腺素(PHEN)、内皮素-1(ET-1)和KCl 所引起的肺动脉和主动脉张力的不同变化,以明确胞膜窖的结构完整与血管平滑肌张力变化之间的关系,进一步分析这种关系在肺循环和体循环之间的异同。 【材料】 SD 大鼠、8 通道信号采集系统、定量PCR 仪、透射电镜,以及CPA、PHEN、ET-1 和MCD 等试剂。 【可行性】 已掌握完成本实验所需的技术、本项目2013 年获得国家级大学生创新训练项目资助。血管环张力实验获得初步结果:(1)两组MCD 预处理均抑制PHEN 引起主动脉张力,但是对KCl 引起的主动脉张力无抑制作用,与CON 组比较,在CH 组MCD 预处理抑制作用无进一步增强。(2)两组MCD 预处理均抑制对PHEN 引起的肺动脉张力,但对KCl 引起的肺动脉张力也无抑制作用,与CON 组比较,在CH 组MCD 预处理抑制作用也无进一步增强。提示,电压依赖性钙通道不依赖于胞膜窖的完整性,PHEN 介导的血管收缩可能依赖于胞膜窖的完整性,但慢性低氧预处理对这一过程没有影响。 【创新性】 本课题预期结果:(1)在正常大鼠上,肺动脉与主动脉上均存在胞膜窖分布密度和Cav1 表达,并对血管张力产生影响。(2)在CH 大鼠上,肺动脉胞膜窖分布密度和Cav1表达,以及血管张力的变化,可能与主动脉存在不同。本课题试图阐明肺循环与体循环血管TRPC1/SOCC 与胞膜窖(Cav1)的关系,探索慢性低氧肺高压发病过程中,肺循环与体循环血管张力变化和TRPC1/SOCC 调控的不同特点,为寻找治疗肺高压的新靶点提供理论依据。     

可注射GelMA水凝胶搭载CD271与PDGF修复骨缺损的实验研究

目的：探讨负载CD271与血小板衍生生长因子(PDGF)的可注射甲基丙烯酸明胶(GelMA)水凝胶支架在SD大鼠颅骨缺损修复中的效果。方法：利用5%的GelMA水凝胶与PDGF共同构建得到GelMA/PDGF支架,然后将CD271抗体对支架进行修饰。实验共分为GelMA、GelMA/PDGF、GelMA/CD271、GelMA/PDGF/CD271 4组。通过水凝胶支架与雄性SD大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)在体外共同培养,检测细胞的生物相容性及成骨相关蛋白的表达情况;颅骨缺损模型使用的动物为质量约350 g的SD雄性大鼠,并在骨缺损处植入水凝胶支架;大鼠颅骨在术后8周接受Micro-CT检测以评估修复效果。结果：BMSCs与负载CD271与PDGF的GelMA水凝胶支架具有良好的生物相容性,可提高成骨相关蛋白(碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原蛋白、骨钙素和骨桥蛋白)的表达(P<0.05),并可促进修复体内颅骨的缺损。结论：负载CD271与PDGF的混合水凝胶支架具有良好的生物相容性,在骨组织工程中极具应用潜力,能促进BMSCs的成骨分化。     

Diosgenin 促进髓鞘再生作用及雌激素受体在其中的介导作用探究

【立论依据】 多发性硬化病人的病灶处存在未成髓鞘的少突胶质细胞和大量的少突胶质前体细胞(OPC),更多证据均表明OPC的分化障碍是导致慢性脱髓鞘病灶处再髓鞘化失败的重要原因。有研究对具有与甾体激素相同或近似母环结构的植物甾醇单体化合物库筛选,发现薯蓣皂苷元(Diosgenin)显著促进OPC的分化。但甾体激素是否对再髓鞘有直接作用及其作用机制有待阐明。 【设计思路】 建立脱髓鞘模型,给予Diosgenin确定其对髓鞘再生是否具有直接作用及剂量关系。进一步给予雌激素受体(ER)阻断剂明确其在介导Diosgenin在髓鞘再生中的作用。 【实验内容】 (1)制备脑片培养模型 体外培养的P10大鼠小脑脑片给予Lysolecithin(溶血卵磷脂)造成急性脱髓鞘模型,免疫组化、免疫印迹等分析比较再髓鞘化程度;(2)Diosgenin在髓鞘再生中的作用 小脑脑片的髓鞘再生阶段给予不同剂量的Diosgenin处理,免疫组化、免疫印迹等比较再髓鞘化程度。进一步给予MPP(ERα阻断剂),PHTPP(ERβ阻断剂)明确ER及其不同亚型在介导Diosgenin在髓鞘再生中的作用。 【材料】 P10大鼠 【可行性】 指导教师肖林在国家自然科学基金的支持下致力于揭示甾体激素受体受体促进OPC分化和再髓鞘化的作用及内在机制。神经生物学教研室具有开展各种分子生物学的设备和能力。本课题组成员已熟练掌握需要的实验技术,并取得理想的预实验结果。 【创新性】 (1)离体小脑脑片培养脱髓鞘模型对给药(Diosgenin)刺激的效应可以消除动物模型诸多干扰因素如机体代谢的影响,也能较好模拟病理急性脱髓鞘模式,弥补分子实验模型的局限性;(2)甾体激素是目前临床治疗慢性脱髓鞘病的主要药物,但甾体激素是否对OPC的分化和再髓鞘有直接作用尚有待阐明。研究调控再髓鞘化的分子机制将为脱髓鞘性疾病的临床治疗提供借鉴;(3)实验设计巧妙,分组严谨,在确定了不同剂量的Diosgenin对髓鞘再生作用后,又能够从受体深入探讨具体的作用机制。     

抑制SIRT2介导的心肌程序性坏死改善衰老心肌的缺血耐受

【立论依据】 衰老心肌对缺血/再灌注(I/R)损伤的耐受力显著降低。并且,坏死是I/R心肌死亡最主要的病理途径,但以往认为心肌坏死不可调控。最新发现SIRT2介导的RIP1去乙酰化是触发程序性坏死(Necroptosis)这一可调控性细胞坏死的关键机制。 【设计思路】 本研究以成年和老年组为对比,结合基因和药理学干预,从整体,器官,细胞,分子四个水平进行功能验证, 旨在探讨衰老状态下SIRT2介导的心肌Necroptosis是否是老年心肌缺血损伤加重的新机制。 【实验内容】 采用成/老年C57小鼠建立整体心肌I/R(30 min/4 h)模型。分别于基础状态和I/R后检测各组心肌SIRT2表达水平及其活性;RIP1的乙酰化水平。采用免疫共沉淀方法检测RIP1-RIP3复合物(necrosome)水平;免疫组化方法检测下游分子MLKL的质-膜转位;再灌注后测定心肌梗死面积。采用成年SIRT2 KO和RIP3 KO小鼠建立心肌I/R平行实验,分析SIRT2介导的促坏死在心肌缺血易损中的关键作用。进而,采用心肌点注射腺病毒或siRNA 上调/下调成年和老年心肌SIRT2的表达,在整体水平明确衰老状态下心肌SIRT2对I/R心肌Necroptosis以及心肌损伤的影响。运用离体心脏灌流结合SIRT2特异阻断剂AGK2和Necroptosis抑制剂nec-1,建立成/老年小鼠离体心脏I/R模型。在器官水平探讨干预SIRT2介导的Necroptosis能否抑制衰老心肌死亡。再则,建立体外心肌细胞缺氧/复氧(H/R)模型,使用AGK2或nec-1处理细胞;采用细胞动缘探测系统观察单心肌细胞收缩舒张功能;流式细胞仪检测PI和Annexin V双阳性细胞定量检测心肌Necroptosis程度与细胞存活率。在细胞水平阐明干预SIRT2介导的Necroptosis促进衰老心肌存活的分子机制。 【材料】 成年(4个月龄)及老年(22个月龄)C57小鼠。 【可行性】 老年组I/R心肌SIRT2活性显著增高,RIP1乙酰化水平随之降低,necrosome水平升高,MLKL细胞质-膜转位增加(均P<0.05)。离体灌流实验发现,AGK2可有效抑制老年I/R心肌SIRT2活性,减小老年组心肌损伤。心肌细胞实验显示,抑制SIRT2介导的Necroptosis可提高H/R后心肌存活率(均P<0.05)。现有的实验结果表明本设计切实可行。 【创新性】 我们有望首次证实:SIRT2介导的Necroptosis加重是老年心肌缺血易损性增加的重要原因;针对性的抑制心肌SIRT2可显著改善衰老心肌抗I/R损伤能力。本研究将为降低老年缺血性心脏病患者的心肌损伤提出新的干预靶点。     

MiR-382促进大鼠肝前体细胞WB-F344肝向分化的研究

【立论依据】 肝卵圆细胞的定向分化可为肝细胞移植和生物人工肝提供丰富的肝细胞源。阐明肝卵圆细胞分化的分子机制,是实现控制其定向分化的基础和前提。前期研究显示:miR-382在肝干细胞分化过程中表达上调,提示miR-382可能促进肝干细胞的分化过程。然而,目前对于miR-382在肝干细胞分化中的作用和分子机制仍知之甚少。 【设计思路】 本项目拟利用肝细胞生长因子(HGF)诱导大鼠肝前体细胞WB-F344向肝实质细胞分化的细胞模型,观察miR-382在肝前体细胞WB-F344分化进程中的表达变化,并从功能学和分子标志物两方面检测该microRNA分子对肝卵圆细胞分化的作用,并通过寻找该microRNA分子的靶基因初步明确miR-382调控肝干细胞分化的分子机制。 【实验内容】 (1)建立HGF诱导大鼠肝上皮样干细胞WB-F344肝向分化的细胞模型,并通过糖原染色和肝分化标志物的检测证实该模型的有效性。(2)通过qPCR的方法检测miR-382在整个诱导分化进程中的表达变化。(3)从功能学指标和分子标志物指标两方面检测miR-382过表达或者低表达对WB-F344细胞分化的影响。(4)miR-382通过靶向抑制候选靶基因Ezh2的表达提高肝干细胞的分化能力。 【材料】 大鼠肝前体细胞WB-F344,肝细胞生长因子HGF,Trizol 试剂,Lipofectamine 2000转染试剂,MiR-382 mimics等等。 【可行性】 (1)项目组成员均系统学习了细胞生物学和分子生物学的知识和实验操作技能,对科研有浓厚的兴趣,并已加入指导教师课题组进行科研项目训练。(2)项目指导教师承担的浙江省教育厅课题(Y201330031)包含肝干细胞定向分化的研究,积累了丰富的肝实质细胞诱导分化经验。 【创新性】 (1)本项目首次研究miR-382在肝干细胞分化中的作用,该研究有助于我们认识miR-382的功能。(2)本项目首次提出miR-382通过调控表观遗传修饰酶Ezh2的表达影响染色质修饰状态并参与肝干细胞分化的作用机制,本实验数据将丰富我们对肝干细胞分化过程中表观遗传修饰的认识,具有一定的理论意义。     

不同浓度血清对骨髓间充质细胞向胰岛β细胞诱导分化的研究

【目的】 骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)的高度自我更新和多向分化潜能等特性为解决胰岛移植供体来源提供了可能性。我们观察了乳鼠BMSC在不同浓度血清条件培养基中的诱导分化影响,检测了胰岛相关因子胰岛素(Insulin)、胰十二指肠同源性盒因子-l (pancreatic and duodenal homeobox factor-1,PDX-l)和巢素蛋白(Nestin)等基因的表达变化。 【方法】 从乳鼠股骨冲洗骨髓建立BMSC分离、培养方法,通过MTT方法检测BMSC增殖趋势,通过RT-PCR检测Insulin、PDX-1和Nestin mRNA表达变化,并用免疫荧光检测Insulin、PDX-1和Nestin蛋白在细胞内表达情况。 【结果】 高浓度血清条件培养基能诱导BMSC增殖与分化。与对照组相比较,诱导后BMSC表达的Insulin、和PDX-1 mRNA随血清浓度升高变化而显著性上调(P<0.05);Nestin mRNA随血清浓度升高变化而显著性下调(P<0.05)。免疫荧光检测显示,与1周刺激诱导时间相比较,BMSC表达Insulin和PDX-1蛋白在2周时表达显著性增强;Nestin蛋白在2周时显著性下降。 【结论】 高浓度血清条件培养基能促进大鼠BMSC表达胰岛相关基因Insulin、PDX-1和Nestin,并随着刺激诱导时间延长而发生不同的调节变化,提示BMSC能在不同微环境条件刺激下向胰岛样细胞(胰岛β样细胞)分化,为糖尿病治疗采用干细胞途径提供资料。     

Klotho对脊髓继发性损伤的调节作用及机制研究

【立论依据】 脊髓损伤(SCI)后,病灶区炎症反应、氧化应激、神经细胞凋亡所引起的继发性损伤是创伤后神经功能障碍和影响修复再生的主要原因。已知,Klotho基因缺失鼠(KL-/-)的表型类似人类的衰老表现,包括寿命缩短、动脉硬化、皮肤肌肉萎缩、认知障碍、运动神经元受损、软组织钙化、听力下降、骨质疏松等,但Klotho在中枢神经损伤领域的研究,还知之甚少。 【设计思路】 本项目将发现klotho对脊髓损伤修复的调节作用,明确klotho通过调节氧化应激及细胞凋亡的作用,阐明klotho对中枢神经系统损伤修复的调节机制。 【实验内容】 确立Klotho过表达的脊髓损伤动物模型;评估Klotho促进损伤后运动功能恢复的作用;观察神经组织形态学的改变,评估Klotho对神经胶质瘢痕形成的影响;分析ROS、SOD、8-ohdg等氧化应激及细胞凋亡水平,并筛选其作用靶分子,阐明其作用机制。 【材料】 利用干细胞联合基因治疗手段,将骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为基因搭载受体,使其过表达klotho基因,并移植到脊髓损伤大鼠模型。 【可行性】 辽宁医学院神经生物学教研室和辽宁医学院神经退行性疾病实验室(辽宁省重点实验室)一直从事神经系统损伤的基础研究,并熟练掌握各种实验技术和方法,并且拥有研究所需的实验场所和设备,因此对完成本课题具有较强的优势。 【创新性】 揭示Klotho对神经细胞的保护作用机制,为研究脊髓损伤的基础研究和新型神经营养药物的研发,提供基础。     

NF-κB在感染合胞病毒的人支气管上皮细胞凋亡中作用的探讨

【立论依据】 呼吸道合胞病毒(RSV)易致呼吸道上皮细胞受损凋亡,NF-κB与细胞凋亡密切相关。建立感染RSV的支气管上皮细胞(NHBE)模型,检测NHBE的增值、凋亡情况及NF-κB的转位,阐明NF-κB在感染合胞病毒的人支气管上皮细胞凋亡中的作用,为临床治疗呼吸道疾病提供新的方法和思路。 【设计思路】 建立感染RSV的NHBE模型,检测细胞增值、凋亡情况以及NF-κB是否转位,定性定量地探讨呼吸道合胞病毒(RSV)是否通过诱导NF-κB激活介导人支气管上皮细胞(NHBE)凋亡。 【实验内容】 培养人支气管上皮细胞(NHBE),建立并鉴定RSV感染NHBE的体外细胞模型(用定量RT-PCR法鉴定细胞模型是否成功;设正常组、水相处理组、RSV感染组,MTT比色法检测RSV对NHBE增殖的抑制作用,感染组以不同滴度分为1 000、500、100、50、10 TCID50 5个组,感染12、48、72、96、120 h);用Annexin-V-FITC凋亡检测试剂盒检测RSV诱导体外培养的NHBE的凋亡;以免疫荧光法和蛋白质印迹法检测经RSV处理的人支气管上皮细胞NF-κB的激活和对细胞凋亡的影响。 【材料】 人支气管上皮细胞(NHBE)细胞;RSV A亚型原型株Long株;细胞胞浆胞核蛋白提取试剂盒;Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒;兔抗NF-κB抗体;电泳仪。 【可行性】 (1)呼吸道合胞病毒(RSV)易致呼吸道上皮细胞受损凋亡,NF-κB与细胞凋亡密切相关,感染RSV的人支气管上皮细胞模型容易建立成功。(2)本组成员长期跟随老师进行呼吸合胞病毒、流感病毒的研究,具有一定的科研基础和实验能力。(3)所需试剂、仪器、材料,医学基础实验中心基本都有配备,学校同时具备SPF级实验中心。 【创新性】 (1)首次从NF-κB角度探讨感染RSV的NHBE模型,为临床治疗呼吸道疾病提供新的方法思路。(2)分别使用免疫荧光法和蛋白质印迹法定性与定量检测RSV是否通过诱导NF-κB激活介导NHBE凋亡。     

栀子柏皮汤与阿苯达唑对肝吸虫感染大鼠肝胆管的保护作用

【立论依据】 肝吸虫可引起宿主肝胆管炎症,严重感染导致门脉区肝纤维组织增生和肝细胞萎缩变性。阿苯达唑广泛应用于肝吸虫病治疗,但存在与成虫寄生部位隔离、副作用大、患者依从性不佳等不足。栀子柏皮汤具有消炎、抗菌、解热、护肝、利胆等作用。 【设计思路】 本研究拟用栀子柏皮汤和阿苯达唑按析因设计治疗肝吸虫感染模型大鼠,通过观察各组大鼠的胆汁分泌量、肝功能血清学指标及肝胆管组织病理学改变,初步探讨栀子柏皮汤和阿苯达唑对肝胆管的影响及其相互作用,为其临床应用提供实验依据。 【实验内容】 (1)建立肝吸虫感染大鼠模型;(2)动物分组及处理:动物按2×2析因设计分组,各治疗组接受相应药物治疗,模型组取等量生理盐水灌胃,平行操作;(3)胆汁引流术测胆汁流量;(4)腹主动脉取血,检测血清谷丙转氨酶 (ALT)、谷草转氨酶 (AST)、总胆红素(TBIL) 、透明质酸酶(HA)、层粘连蛋白(LN)和Ⅲ型前胶原(PCⅢ)水平;(5)大鼠肝胆管组织病理学检查。 【材料】 (1)含肝吸虫囊蚴的麦穗鱼;(2)180~220 g SD大鼠50只;(3)栀子、黄柏、甘草;(4)透明质酸酶(HA)、层粘连蛋白(LN)和Ⅲ型前胶原(PCⅢ)试剂盒。 【可行性】 (1)栀子柏皮汤具有护肝利胆、消炎抗菌的作用,阿苯达唑可杀灭肝吸虫成虫,本研究从消灭病原体和保护宿主两方面联合用药以增强疗效,在理论上具备可行性;(2)本课题预实验中已成功建立肝吸虫囊蚴感染大鼠模型;(3)课题组成员已掌握动物实验技术;(4)实验室具备相应的实验设备和器材。 【创新性】 本实验首次采用析因设计的方法来研究栀子柏皮汤与阿苯达唑对肝吸虫感染大鼠肝胆管的影响,既探讨栀子柏皮汤对肝吸虫感染大鼠的保肝利胆作用,又探讨阿苯达唑对肝吸虫的直接杀灭效果,并分析栀子柏皮汤与阿苯达唑之间的交互作用。实验结果可为栀子柏皮汤临床应用于肝吸虫病的治疗提供科学依据。