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力学刺激对大鼠成骨细胞Integrins α2、β1、β3表达和细胞增殖、合成功能的影响
探讨在成骨细胞中Integrins调节力学信号转导可能的分子机制和周期性双轴力学应变对成骨细胞增殖与合成功能的影响.将3月龄雌性SD大鼠颅顶骨分离的成骨细胞在含10%胎牛血清的F-12培养液中培养并接种在Flexercell type I dish中.当细胞生长至亚融合状态(Subconfluence),给细胞施加力学刺激,频率为1 Hz, 力学刺激分别为400、1 000 、4 000 μ strain;作用时间分别为每天30 min,2 h,4 h,和8 h,共加载2 d.以未受力学刺激的细胞为对照组,受力学刺激的细胞为实验组,并进行比较.采用流式细胞技术测定和分析Integrins α2,β1,β3在成骨细胞膜上的表达量、细胞周期分布与细胞增殖变化;采用同位素标记方法检测成骨细胞骨钙素、I型胶原C端前肽(PICP)和总蛋白的分泌量.结果表明: (1)在3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面有Integrins α2,β1,β3的表达,β1的表达高.(2)周期性双轴力学应变对3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3的表达量有明显上调作用,但不同强度、不同作用时间的力学应变对成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3表达量上调的作用亦不相同,而β3对力学刺激敏感;在4 000 μ strain力学刺激下,成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3表达量上调为明显;(3)周期性双轴力学应变400、1000 μ strain的力学刺激可提高成骨细胞的增殖与合成分泌功能;在4 000 μ strain力学刺激下,可明显增加成骨细胞的增殖功能但成骨细胞的合成分泌功能明显受抑制.在我们实验中,3月龄雌性SD大鼠成骨细胞对力学应变的这些反应提示:(1)Integrins α2,β1,β3表达量随着应变幅度值增大而增高.(2)Integrins α2、β1、β3的表达量的变化与成骨细胞的增殖分化功能有密切的相关关系,在低应变幅度值,随Integrins α2、β1、β3的上调,可增加成骨细胞的增殖与合成分泌功能;在高应变幅度值,随Integrins α2、β1、β3的上调,可明显提高成骨细胞增殖功能,但明显抑制成骨细胞的合成功能.表明Integrins α2、β1、β3在成骨细胞的力学信号转导和细胞增殖、功能活性方面具有重要的调节作用.
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ACL和MCL成纤维细胞对等双轴应变刺激反应的初步研究
采用组织块迁移法培养Wistar大鼠膝关节前交叉韧带ACL、内侧副韧带MCL成纤维细胞,分析细胞的生物学特性和10%等双轴应变对细胞的影响.在体外培养条件下大鼠ACL和MCL细胞形态相似,原代ACL和MCL细胞增殖速率无明显差别,但传代培养的MCL较ACL生长快,10%等双轴应变刺激增加了ACL和MCL成纤维细胞的活力.
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干细胞微环境力学刺激调节干细胞分化的研究现状
目的 对干细胞微环境中影响干细胞体外分化的力学刺激研究现状进行综述. 方法 广泛查阅近年国内外关于干细胞分化研究的文献,对干细胞微环境中影响干细胞分化的各种力学刺激进行综述. 结果 机械载荷(包括剪应力、机械牵张力、压应力)、细胞培养基质硬度、细胞培养基质纳米形貌、细胞形状等4个方面的力学刺激对干细胞分化的影响是目前研究的热点.微环境力学刺激能够模拟干细胞体内生长的微环境,改变干细胞的形状、大小、排列方向、分化状态及干细胞表面标记物表达,并影响干细胞的谱系分化. 结论 力学刺激是除化学和生物因素外影响干细胞体外分化的又一主要因素.
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周期性力学刺激对成肌细胞自身抗原表达的影响
目的 探讨周期性力学刺激对体外培养的成肌细胞自身抗原表达的影响. 方法 取C2C12细胞根据处理方法不同分为实验组及对照组,其中实验组分为4个亚组,即2、4、6d周期性拉伸组(2、4、6d拉伸组)及1d拉伸组.2、4、6d拉伸组:细胞置于Flexercell 5000柔性基底加载系统,以0.25 Hz拉伸频率、10％拉伸幅度进行每天2h应力加载,连续加载2、4、6d; 1d拉伸组:细胞置于Flexercell 5000柔性基底加载系统,以1 Hz拉伸频率、15％拉伸幅度拉伸1h,23 h后收集细胞;对照组:细胞常规培养1、2、4、6d.培养期间于倒置相差显微镜下观察细胞生长情况.采用流式细胞仪检测细胞增殖情况,Western blot检测自身抗原DNA依赖蛋白激酶催化亚基(Ku/the catalytic subunit of DNA-dependent protein kinase,DNA-PKcs)、Mi-2 (reconfigurable components deacetylase complexes of NuRD)、U1-70 (A partofATP-dependent DNA helicase Ⅱ)、组氨酰-tRNA合成酶(histidyl tRNA synthetase,HRS)表达情况. 结果 经培养后,1d拉伸组可见脱落细胞,对照组1d时无细胞脱落；2d拉伸组细胞增殖较对照组2d时明显；4 d拉伸组细胞出现分化,6d拉伸组细胞部分融合,与对照组4、6d时情况一致.1d拉伸组细胞经单次拉伸后出现凋亡,相对DNA增殖指数(relativeDNA proliferation index,DPI)与对照组1d时比较,差异无统计学意义(t=0.346,P=0.747).经周期性拉伸后,2、4d拉伸组DPI较对照组2、4d时显著提高(P＜0.05),6d拉伸组与对照组6d时比较差异无统计学意义(t=1.191,P=0.303).2d拉伸组DNA-PKcs、Mi-2、HRS和U1-70蛋白相对表达量均较对照组2d时明显降低(P＜ 0.05); 4d拉伸组与对照组4d时比较差异均无统计学意义(P＞0.05).4d拉伸组各抗原蛋白相对表达量均较2d拉伸组显著增加(P＜0.05),而对照组4d时均较2d时显著降低(P＜0.05). 结论 短期力学刺激可以抑制成肌细胞自身抗原表达,但随时间延长,细胞分化融合以及对力学刺激的适应使其对自身抗原表达抑制作用减弱.
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细胞-支架复合物构建组织工程肌腱研究进展
目的 对细胞-支架复合物构建组织工程肌腱的研究进展进行综述. 方法 查阅近年来肌腱组织工程中细胞-支架复合物的相关文献,并进行综述,从支架材料、种子细胞、培养方法和应用方面阐述细胞-支架复合物的研究概况. 结果 肌腱组织工程主要通过对支架材料进行修饰,并复合合适的种子细胞构建细胞-支架复合物.对于复合材料中细胞的培养有多种方法,尤其是力学刺激的应用,能有效促进细胞功能发挥.多种肌腱缺损动物模型研究表明,采用细胞-支架复合物有良好的修复效果. 结论 细胞-支架复合物构建组织工程肌腱是目前的研究热点,虽还未达到临床使用要求,但已显示了广阔的应用前景.
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力学刺激联合诱导因子对组织工程软骨的影响
目的 力学刺激与诱导因子是软骨组织工程中的重要诱导因素,研究力学刺激联合诱导因子对组织工程软骨的影响.方法 7日龄长枫杂交仔猪,体重3～6kg,用于分离培养BMSCs,取第2代细胞以5×107个/mL密度接种于聚羟基乙酸-聚乳酸[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]支架上制备细胞-支架复合物.实验随机分为5组,A、B、C组分别对细胞-支架复合物采用软骨诱导培养液诱导、单纯力学加载、力学加载联合软骨诱导液培养处理,其中力学加载参数为1 Hz、0.5 MPa、4h/d;D、E组分别为单纯细胞-支架复合物阴性对照和猪自体软骨阳性对照.4周后各组分别取材行大体观察、组织学检测及实时荧光定量PCR检测.结果 C组细胞-支架复合物厚度、弹性模量及大值负荷均显著高于A、B组(P＜0.05).A、B、C组组织切片HE染色均可见有软骨陷窝形成,番红0染色提示支架复合物的细胞外基质中有大量蛋白聚糖( glycosaminoglycan,GAG)形成,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均显示阳性结果,其中A组染色深度强于B组,C组强于A、B组,且接近E组；C组GAG含量显著高于A、B组(P＜0.05).实时荧光定量PCR检测示,C组Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖mRNA表达量均显著高于A、B组,且A组各基因表达量均高于B组,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 力学刺激联合软骨诱导因子能更好地促进细胞-支架复合物上的BMSCs产生更多胶原和GAG等细胞外基质,增强其力学特性,更有助于其向软骨细胞分化.
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内外源性应力对间质干细胞成软骨分化的调控
间质干细胞（MSC）来源的多元性为诱导其成脂向分化、成肌向分化、成骨向分化和成软骨向分化奠定了生物学基础，诱导MSC成软骨向分化受化学刺激和力学刺激等因素的调节。外源性应力和内源性应力是力学刺激的两种基本形式，改变细胞外基质（ECM）硬度、细胞形态、ECM纳米形貌和细胞密度等内源性应力，加载单纯压缩力、压缩力、联合剪切力、牵张力和流体静压力等外源性应力，均对MSC成软骨向分化有不同程度的影响；因此，深入研究内外源性力学刺激调控MSC成软骨分化的效应及机制，对于促进软骨再生和修复，既必要也可行。本文就内外源性应力对MSC成软骨向分化的调控等研究进展作一综述，旨在为后续的研究提供参考。
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力学刺激对人腺样囊性癌高低转移细胞株中E-cad/cat复合体的影响
目的 观察周期性双轴力学应变对人腺样囊性癌高转移细胞株ACC-M、低转移细胞株ACC-2中E-cad和α、β、γ-cat的表达以及ACC细胞与细胞外基质(ECM)粘附的影响.方法 采用成组设计,分别选取频率为每分钟3次的1 000、4 000μ应变对ACC-2、ACC-M细胞分别加载,每天定点加载1次,每组加载时间分别为每次1 h、3 h和6 h,共加载2次.第3天上午8点收获细胞;将未受力学刺激的细胞作为对照组,受力学刺激的细胞作为实验组.细胞在力学刺激后行E-cad和α、β、γ-cat及细胞核双重免疫荧光染色,用激光共聚焦显微镜和图像分析软件进行定量和定位观察.用MTT法测定ACC细胞和ECM的粘附率.结果 对照组除ACC-2细胞E-cad低于ACC-M细胞外,ACC-2细胞α、β、γ-cat表达均高于ACC-M细胞;在力学刺激下,E-cad和α、β、γ-cat的表达随时间而变化.对照组ACC-2细胞和ECM的粘附率高于ACC-M细胞,但在力学刺激后,与对照组比较,ACC细胞和ECM的粘附率随时间而变化.结论 在力学刺激后,ACC-2、ACC-M细胞出现E-cad/cat复合体表达的改变,同时其和ECM的粘附率也发生了改变,显示力学刺激后细胞粘附发生变化在肿瘤转移中发挥重要作用.
关键词： 力学刺激 腺样囊性癌 细胞粘附 E-cad/cat复合体 -
力学信号的拮抗剂或激动剂对体外培养的C2C12成肌细胞自身抗原相关因子表达的影响
目的 探讨力学信号的拮抗剂或激动剂对体外培养的C2C12成肌细胞自身抗原表达的影响.方法 根据不同的处理方法将C2C12细胞分成对照组、EGTA、A23187、钙调蛋白抑制剂calmidazolium chloride、钙调蛋白(calmodulin)、一氧化氮合成酶抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)、硝普钠(SNP)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)、MMP-2抑制剂1、重组肝细胞生长因子(HGF)、抗HGF抗体、肝细胞生长因子受体C-met和抗C-met处理组.用Western blot法检测不同处理条件下NuRD脱乙酰酶复合物可重构成分(Mi-2)、组氨酰-tRNA合成酶(HRS)、DNA依赖蛋白激酶催化亚基(DNA-PKcs)和Ku-70蛋白的表达变化.结果 与对照组相比,A23187、calmodulin组、SNP、重组HGF组、重组C-met处理后,自身抗原表达水平降低,差异有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01),EGTA、calmidazolium chloride、L-NAME、抗HGF兔多克隆抗体、抗C-met兔多克隆抗体处理后,自身抗原蛋白表达水平升高,差异有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01).MMP-2组的自身抗原蛋白水平表达与对照组相比无显著性差异(P＞0.05).结论 细胞外钙离子和钙调蛋白、L-NAME和SNP、HGF、C-met参与介导成肌细胞自身抗原的表达.
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力学刺激对白细胞淋巴细胞功能相关抗原1(LFA-1)影响的研究进展
白细胞黏附和穿越内皮细胞迁移是免疫反应过程中关键步骤之一,在此过程中,淋巴细胞功能相关抗原1(LFA-1)与配体细胞间黏附分子1(ICAM-1)起重要调控作用.LFA-1的活化主要通过蛋白激酶C(PKC)和磷酸肌醇3-激酶(PBK)等介导的由内而外(inside-out)信号通路调控,其中踝蛋白(talin)和肌动蛋白(actin)与LFA-1的活化关系密切,通过与LFA-1胞内段相互作用活化LFA-1.在力学刺激下,LFA-1与ICAM-1的黏附能力受到影响,且活化机制与静止状态下存在不同.本文就力学刺激对LFA-1的影响可能机制进行简要综述.
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力学刺激对人腺样囊性癌高低转移细胞系增殖的影响
目的:比较不同大小的力对腺样囊性癌高低转移细胞系增殖的影响.方法:通过体外培养腺样囊性癌高低转移细胞系ACC-2,ACC-M,建立双轴力学刺激细胞模型,用不同大小力刺激,用流式细胞仪检测ACC-2,ACC-M增殖变化.结果:不同大小的力及作用时间对ACC细胞增殖活性的影响具有统计学意义,并且这种影响还具有随时间延续而变化的特性.结论:力对细胞增殖有影响并与力大小和作用时间相关.
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体内压应力刺激下大鼠髁突软骨细胞的分离、体外培养以及差异蛋白质组学观察
目的：观察体内压应力刺激下大鼠髁突软骨细胞的生物学活性和蛋白质表达谱。方法：对大鼠进行III类矫形力应力加载2周，观察髁状突大体形态和组织形态学；体外培养实验鼠和对照鼠软骨细胞，计数细胞收获数和细胞存活率，检测总蛋白质组学水平上差异。结果：压力刺激后的大鼠髁突软骨明显变薄，表面无光泽，缺乏弹性，重量降低（P＜0．01）；力学刺激后髁突软骨细胞收获率和存活率均下降（P＜0．01），形态更加狭长；蛋白质组学结果主要为应激蛋白上调，信号转导蛋白活化，细胞骨架蛋白和细胞增殖代谢相关蛋白的下降。结论：经体内力学加载后，体外分离培养的关节软骨细胞形态、生物学活性以及在蛋白质水平均发生了明显的变化。
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硬膜外留置导管连续液压药物灌注疗法治疗颈椎病的研究
目的 探讨硬膜外留置导管连续液压药物灌注疗法治疗颈椎病的疗效及其机理.方法 通过对80例颈椎病病人(神经根型31例、椎动脉型15例、脊髓型3例、交感型12例、混合型19例)应用连续硬膜外穿刺,用0.9％生理盐水、麻醉药、山莨菪碱、脉络宁或川芎嗪、当归注射液、透明质酸钠、5％碳酸氢钠等配制的不同药液,经留置导管灌注(输入或推入),连续用7～10天,对因疼痛产生心因性障碍者则加用东莨菪碱、艾司唑仑.结果 经12个月～24年的随访,根据Macnab标准进行疗效评定,优:75例,占93.75％;良:5例,占6.25％,优良率100.00％.4个疗程1例,占1.25％,2个疗程8例,占10.00％,1个疗程71例,占88.75％.结论 硬膜外留置导管连续液压药物灌注产生流体剪切应力,符合椎间盘生理性大气压,能促进蛋白多糖、胶原纤维的合成代谢,降低退变椎间盘突出组织分泌的各种炎性介质浓度,抑制对基质的降解或分解,是一种行之有效的治疗方法.
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力学刺激对肌成纤维细胞转归的影响
成纤维细胞(fibroblast,FB)是创伤愈合中的主要修复细胞,不仅有旺盛的合成功能,还可以分化成一种类似平滑肌细胞、具有收缩功能的细胞亚型肌成纤维细胞(myofibroblast,MFB).MFB表达有平滑肌细胞特有的α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),其特征还包括双极型的细胞形态,大量的应力纤维及转膜连接的形成.MFB的出现促进了伤口收缩,有利于创面愈合.MFB可短暂地出现在正常愈合的伤口中(如手术切口),创面愈合后便很快消失,如果 MFB持续存在,则导致组织的修复失控(如形成增生性瘢痕或其他器官的纤维化病变).对于MFB的分化及其持续存在的原因,很多学者进行了不懈的研究.值得注意的是,机械张力对细胞增殖和基因表达的调节可能是影响MFB转归的重要因素,尽管其机械信号转换机制和信息通路还有待于进一步阐明.
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砭石疗法应用概述
砭石疗法是用石制工具治病的手法,又称砭术,与针、灸、药、导引并列为中医的五大医术,起源于石器时代,于汉代失传.20世纪90年代邓明德、崔承禹、耿乃光、藉全权和樊正芳5教授主持的"遥感用于地震预报的基础实验研究"系列国家课题,并依靠此技术力量,找到了一种古称泗滨浮石的岩石,可以称之为砭具佳石.使用泗滨浮石制作砭具对人体进行治疗时,除对人体经络、穴位、反射点有力学刺激外,还有超声刺激与远红外辐射效应.
