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圆盘受体2与肝纤维化
肝纤维化是机体针对各种慢性肝损伤所引发的修复反应.它主要是由肝星状细胞(hepatic:stellate cells,HSC)激活并转化为肌成纤维样细胞后分泌大量的细胞外基质(extracellular matrix,ECM),大量沉积的ECM又促进HSC不断活化,从而导致肝纤维化的不断进展.
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新型BMSC外基质支架的制备及性状研究
目的 利用BMSC细胞外基质(extracellular matrix,ECM)制备新型可塑形生物支架材料,探讨其应用于关节软骨组织工程的可行性. 方法 取新西兰幼兔骨髓分离培养获得第2或3代BMSC,高密度培养后收集ECM,采用冷冻干燥技术制备ECM三维多孔状支架.采用组织学、免疫组织化学、扫描电镜、孔隙率、吸水率及生物力学测定等方法对材料进行物理化学性能观察.取第3代成年新西兰兔膝关节软骨细胞,以5.0 ×104个/ml分别与达尔伯克改良伊格尔培养液(Dulbecco's modified Eagle's medium,DMEM)(对照组)及体积分数50%(实验Ⅰ组)、体积分数100%(实验Ⅱ组)的材料浸提液进行培养,于培养后1,3,5,7d采用MTT法测定吸光度(A)值并分析其对细胞的毒性. 结果 制备的ECM支架呈白色、银白色、象牙色的三维多孔状.HE染色及扫描电镜示支架呈交联的多孔状结构,支架内孔洞相互连通,孔径为100 ~400 μm,孔隙率为(91.50±2.84)%,吸水率为(2 014±224)%,压缩强度为(6.8±1.5)kPa; MTT检测软骨细胞在各组均生长良好,A值随时间延长而增大,同组各时相点比较,差异均有统计学意义(P<0.05).结论 BMSC来源的ECM支架是一种新型三维多孔状支架,无须进行脱细胞处理,且安全无毒,具备合适的孔径和孔隙率,细胞相容性良好,是软骨组织工程良好的支架载体之一.
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转化生长因子-β诱导前软骨干细胞成软骨分化的研究
目的 探讨TGF-β诱导前软骨干细胞(precartilaginous stem cells,PSCs)成软骨分化的可行性及软骨细胞外基质的表达机制. 方法采用藻酸盐凝胶三维培养分别以TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3诱导PSCs向成软骨方向分化,应用免疫组化、RT-PCR、免疫沉淀、Western blot和分光光度等技术测定分化过程中特异性软骨基质成分的表达. 结果 TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3在培养7,14,21 d均有Ⅱ型胶原表达,TGF-β3组Ⅱ型胶原表达较强;TGF-β3诱导21 d的PSCs免疫组化检测可见细胞及周围均有可聚蛋白聚糖、纤调蛋白、软骨寡聚基质蛋白表达;TGF-β3组RT-PCR检测显示在8 d内开始出现可聚蛋白聚糖、纤调蛋白、Ⅰ型胶原、X型胶原、软骨寡聚基质蛋白等的表达,8 d后开始出现Ⅱ型胶原表达.免疫沉淀及Western blot检测显示TGF-β3组7,14,21 d分别有软骨寡聚基质蛋白及X型胶原表达.分光光度检测显示TGF-β1组在14或21 d时氨基多糖含量及氨基多糖/DNA比率均低于TGF-β2组或TGF-β3组(P<0.01).结论 TGF-β能诱导PSCs向成软骨方向分化,此分化过程伴随特异性软骨细胞外基质成分的沉淀.可以通过分析关键性软骨基质成分的表达了解PSCs所处的分化阶段.
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大鼠弥漫性脑损伤后组织金属蛋白酶抑制剂-1的表达与神经元凋亡的关系
组织金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)是基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的特异性抑制剂.已有研究证实,MMP-9和TIMP-1之间的平衡参与细胞外基质的重塑,与骨关节炎、血管形成、肿瘤转移和炎症反应密切相关.笔者用实时荧光定量RT-PCR测定Marmarou弥漫性脑损伤(diffase axonal injury,DAI)模型~([1])中TIMP-1mRNA的表达变化并观察皮层神经元凋亡的变化,探讨在DAI后继发脑损伤中的作用.
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基质糖基化对角质形成细胞迁移功能损害的机制
目的 探讨糖尿病条件下大鼠创面愈合过程中角质形成细胞迁移功能受损的可能机制.方法 选用SD大鼠6只,取背部表皮进行角质形成细胞培养;制作并鉴定糖基化基质模型;评价糖基化基质对正常大鼠角质形成细胞迁移功能的影响;测定糖基化基质对正常大鼠角质形成细胞粘附功能、培养12,24 h黏附形态、伪足形成、微丝表达、整合素表达的影响.结果 糖基化层黏连蛋白对细胞迁移较对照组有明显抑制(P<0.05);对细胞贴壁率无明显影响(P>0.05),但抑制了细胞的伸展及伪足的伸出,干扰了微丝的聚集,降低了整合素的表达(P<0.05).结论 正常大鼠皮肤角质形成细胞在糖基化基质上出现迁移功能受阻,这可能是与整合素信号传导出现障碍,引起整合素、肌动蛋白表达减少和微丝形成,从而引起丝状伪足和板状伪足形成减少有关.
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体外培养骺板、关节及肋软骨细胞外基质中糖胺多糖含量的检测和比较
目的建立定量检测体外培养软骨细胞外基质中糖胺多糖(GAG)含量的方法,以评价体外培养骺板、关节及肋软骨细胞的生物学功能活性. 方法改进的二甲基亚甲蓝(DMB)比色法测定细胞外基质的糖胺多糖含量,细胞-玻片甲苯胺蓝(TB)染色光镜观察. 结果原代软骨细胞具有高的GAG分泌活性,骺板(70.12±7.72)μg/cm2,关节(92.00±10.15)μg/cm2,肋软骨(80.61±11.40)μg/cm2,至第三代则出现了非常明显的下降,骺板(53.27±9.50)μg/cm2,关节(63.88±11.92)μg/cm2,肋软骨(58.94±8.21)μg/cm2;TB染色结果与GAG含量变化相一致.三种软骨细胞间比较差异无显著性意义. 结论在体外培养过程中,软骨细胞随传代次数的增加而其功能活性逐渐降低,第三代以后的软骨细胞不适于作为组织工程种子细胞.DMB比色法准确、灵敏,可作为一种用于评价体外培养软骨细胞功能活性的有效分析方法.
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6 Gy全身照射对皮肤伤口几种细胞外基质成分的影响及W11-a12的促愈作用
目的研究全身放射损伤对皮肤伤口细胞外基质(extracellular matr ix, ECM)成分的影响及康复新(W11-a12)的促愈作用. 方法 100只雄性健康昆明种小鼠被随机分为单纯创伤组(SW组)和全身放射损伤合并创伤组(CRW组),每组50只.CRW组采用6 Gy全身照射复合皮肤创伤模型.观察伤后1,3,5,7,10 d时伤口组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原(CL-Ⅰ、CL-Ⅲ)、弹力纤维(EF)、纤维黏连蛋白(FN)含量的变化及W11-a12对其的作用. 结果合并全身放射损伤后,皮肤伤口内几种基质成分的含量呈不同程度降低.其特点是:(1)对不同的ECM成分抑制程度不同,按含量降低由重到轻依次是FN、 CL-Ⅰ、EF、CL-Ⅲ;(2)对ECM不同成分抑制的持续时间不同,按降低时间由长到短依次是 CL-Ⅰ、CL-Ⅲ、EF、FN.使用W11-a12后,单纯皮肤创伤和合并全身放射损伤的皮肤伤口中几种主要ECM成分的含量均显著增高. 结论伤口内ECM成分含量减少是合并放射损伤后伤口难愈的主要原因之一,W11-a12具有促进单纯创伤伤口和合并全身放射损伤的皮肤伤口中ECM合成与分泌的作用.
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肺纤维化细胞因子机制研究进展
各种原因造成的肺损伤可导致肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF),其实质为细胞增殖与凋亡的过程.肺损伤后活化的肺吞噬细胞,释放致纤维化物质刺激肌成纤维细胞(MFB)的增殖和聚集、细胞外基质(ECM)沉积并伴有炎性病变和损伤所致组织结构破坏,终形成纤维化.炎性细胞因子和趋化因子形成的复杂网络在肺损伤的发展过程中起重要作用[1] .细胞因子主要从促进纤维化形成、参与局部损伤和炎症反应以及抑制纤维化形成三个方面参与其中.现对这些细胞因子近年来的研究作一综述.
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表皮干细胞外源性分化调控机制的研究进展
表皮干细胞(epidermal stem cells,ESCs)是皮肤发生、修复、改建的源泉并与上皮源肿瘤的产生、皮肤变应性疾病密切相关.ESCs分化调控机制的研究是ESCs从基础研究走向临床应用的关键.表皮干细胞的外源性调控因素包括:(1)细胞分泌的各种因子;(2)由膜蛋白介导的细胞间相互作用;(3) 整合素与细胞外基质等.笔者着重综述ESCs外源性分化调控机制的研究进展.
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短蛋白聚糖在脑损伤后表达上调的研究进展
中枢神经系统(CNS)在损伤后常发生复杂的细胞反应,如反应性胶质细胞肥大、增生和移位;这一过程其实是机体正常的修复能力的表现.发育当中的CNS有着可溶性的细胞外基质,为各种神经细胞提供了一个可移动的环境,即成熟环境.而细胞外基质可溶性的下降,有利于神经细胞的成熟和减小轴索的继续生长;但同时也阻碍了CNS损伤后的修复过程.短蛋白聚糖(brevican)是新发现的仅存在于CNS中的一种细胞外基质成分,它在脑损伤后表达上调,参与了CNS在损伤后的修复过程.近10年来国外学者对brevican在脑发育及脑胶质瘤形成和侵袭性方面,做了大量的工作;而在CNS损伤后表达改变的研究,也仅见于脑缺血模型和针刺伤模型;国内还未见相关研究报道.下面就brevican在CNS损伤后的表达变化及意义作一回顾.
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糖尿病难愈创面中血管生成迟滞的研究进展
皮肤创伤修复过程是一个由许多组织、细胞、细胞外基质、细胞因子等参与的高度有序的生物学过程,涉及一系列生物学过程,如出血、炎症、肉芽组织形成、再上皮化及修复后的重塑等.有效的创伤修复能在新形成的肉芽组织中生成丰富的新生血管,以维持创伤区域的营养供给及细胞外基质的沉积.这些过程是受生长因子和细胞因子等调节的.
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基质金属蛋白酶与组织创伤修复
组织创伤修复是一复杂的病理生理过程,涉及细胞-细胞、细胞-胞外基质、细胞外基质中活性分子的活动及其相互作用等多方面因素.探索创伤修复过程的形成机制以求达到理想的组织修复,一直是外科基础研究的重要课题.
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医学临床对组织工程学的要求
所谓组织工程,是运用工程学与生命科学的原理和方法,在体外构建有生物活性的组织,植入体内,修复组织缺损,重建功能;或作为一种体外装置,暂时替代器官功能,达到提高生存质量、延长生命活动的一门科学[1]。组织工程的研究主要包括以下三方面的内容:(1) 种子细胞的离体培养;(2)细胞外基质替代物(生物材料)的研究;(3)组织工程化组织(tissue engineering tissue)的构建。组织工程的终目的是在临床上的应用,而现在取得的进展绝大多数还是来自于实验室,同时,从事组织工程研究的人员中有相当一部分是基础医学或材料学领域的人员,这就不可避免地涉及到一个沟通和相互了解的问题。笔者拟从医学角度对该问题进行简要分析。
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地塞米松对人α1(Ⅰ)胶原基因及转化生长因子β1基因启动子活性的影响
细胞外基质特别是Ⅰ型胶原蛋白的异常沉积是增殖性瘢痕、肝、肺纤维化等疾病的主要病理改变.研究表明:转化生长因子β1(TGFβ1)是一个目前较为重要且作用明确的致纤维化细胞因子,它可增加胶原基因的转录及胶原合成[1].糖皮质激素中地塞米松则是一个临床作用明确的抗纤维化药物,它可通过多种途经,在不同的水平抑制胶原基因的转录和蛋白合成[2].但有关地塞米松作用的确切分子生物学机制及与TGFβ1之间的相互关系仍不明确.笔者拟在基因的转录调控水平,探讨地塞米松对人成纤维细胞α1(Ⅰ)胶原基因及TGFβ1基因启动活性的影响及其作用机制.
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增生性瘢痕机制研究进展
瘢痕是皮肤组织创伤修复后的必然产物。在创伤修复过程中,由于全身和局部因素的影响,常可导致细胞外基质(ECM)过度沉积和胶原降解减少而形成增生性瘢痕或瘢痕疙瘩。其发病机制尚不清楚,组织学上以成纤维细胞的过度增生和细胞外基质的过度聚集为特征。成纤维细胞是瘢痕形成的效应细胞,是研究的重点所在。 一、成纤维细胞的ECM代谢异常 瘢痕中成纤维细胞的ECM有明显的合成增加和降解不足。ECM包括胶原、纤维黏连蛋白(FN)和氨基聚糖等成分。在正常情况下,ECM的合成和分解的动态平衡维持着ECM的相对稳定。研究表明,增生性瘢痕成纤维细胞体外合成FN的量是正常成纤维细胞的4倍,胶原合成量是正常细胞的3倍,蛋白多糖合成及α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、整合蛋白表达明显增强。增生性瘢痕组织内Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达增强,瘢痕疙瘩成纤维细胞所产生的Ⅰ/Ⅲ型胶原的比值显著高于增生性瘢痕和正常皮肤成纤维细胞。瘢痕组织内部不同区域的成纤维细胞胶原合成能力也有差别,胶原合成增加的成纤维细胞主要位于增生性瘢痕边缘区域,而瘢痕组织中央的成纤维细胞胶原水平正常。
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真空负压ABC法在瘢痕成纤维细胞胶原检测中的应用
创伤修复过程中以胶原为主的细胞外基质过度沉积可形成病理性瘢痕,引起体表畸形和功能障碍,其防治一直是修复重建外科的难题[1].如何准确、快速地显示成纤维细胞内前胶原蛋白并定量检测,是研究其形成机制的关键.现在多选用免疫细胞化学技术.蔡俊杰等[2]把真空负压应用于免疫组化,在组织切片染色时,解决了4℃冰箱中孵育过夜、微波技术及振荡器振洗等方法所遇到的一些问题.但它能否应用于成纤维细胞抗原检测,尚未见报道.为了拓宽瘢痕成纤维细胞生物学效应的研究方法,笔者对这一问题进行了探讨.
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外周血纤维细胞参与皮肤创面修复的研究进展
皮肤创面愈合是一个复杂而有序的生物学过程,涉及修复细胞、细胞外基质、细胞因子与生长因子等多方面因素在时空调控下的多环节相互作用.成纤维细胞作为组织中的主要修复细胞,通过合成并分泌细胞外基质、细胞因子、生长因子、蛋白酶,以及转化为能收缩创面的肌成纤维细胞等多种方式在创面修复中发挥重要作用,因而一直是创面修复研究领域中的热点.
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异种无细胞真皮基质与薄自体皮复合移植后细胞外基质的变化
目的观察异种无细胞真皮基质与薄自体皮复合移植后细胞外基质的动态变化.方法以SD大鼠为动物模型,在其背部造成4 cm×5 cm 的全层皮肤缺损.大鼠分为薄自体皮移植组和猪无细胞真皮基质+薄自体皮移植组,分别于移植后1,2,3,4,8,12,16周取标本,检测羟脯氨酸含量、Ⅰ/Ⅲ型前胶原mRNA的表达、透明质酸含量及纤维连接蛋白的变化. 结果猪无细胞真皮基质与薄自体皮复合移植后,各时相点羟脯氨酸含量、Ⅰ型前胶原mRNA的表达均低于薄自体皮移植组(P<0.05);Ⅲ型前胶原mRNA的表达与薄自体皮移植组差异无统计学意义(P>0.05);透明质酸含量高于薄自体皮移植组(P<0.05);而纤维连接蛋白的表达在早期高于薄自体皮移植组,后期则低于薄自体皮移植组(P<0.05). 结论猪无细胞真皮基质与薄自体皮复合移植后能够减少胶原合成和Ⅰ型前胶原mRNA的表达,增加皮肤中透明质酸含量,从而减轻瘢痕增生.纤维连接蛋白早期表达增高有利于创面愈合及基底膜的重塑,而后期表达降低有助于减轻瘢痕增生.
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汗腺发生过程中基质金属蛋白酶与层黏连蛋白、纤连蛋白的表达特征
目的探讨汗腺发生过程中基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、基质金属蛋白酶-7(MMP-7)、层黏连蛋白(LN)、纤连蛋白(FN) 的表达特征,为诱导表皮干细胞向汗腺细胞定向分化奠定基础. 方法取11~31周胎龄人胎儿背部全层皮肤,以免疫组化(SP)与原位杂交法动态观察汗腺MMP-2、MMP-7、LN、FN的蛋白质表达及mRNA信号特征.细胞角蛋白-8(K8)免疫组化阳性为汗腺的鉴定标准. 结果 MMP-2、MMP-7蛋白在14~20周于汗腺细胞及其周围局部基质表达逐渐加强,20~22周达峰值,此后表达减弱.同期LN、FN表达主要位于基底膜及汗腺芽周围基质,并呈进行性下降趋势,20~22周达低值,此后则逐渐回升.MMP-2、MMP-7、LN、FN的mRNA信号强弱在汗腺胚芽细胞或汗腺细胞中与其蛋白质表达相吻合.K8于14~16周开始在汗腺胚芽细胞内表达,并持续存在于汗腺发生全过程. 结论汗腺于胚龄14~16周开始发生,至24周基本成熟.MMP-2、MMP-7所介导的LN、FN等基质分解在汗腺形态发生中起重要作用.
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成纤维细胞与细胞外基质在皮肤创伤修复中的相互作用及其调控
皮肤创伤修复依赖于细胞与细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的相互作用.成纤维细胞(fibroblast,Fb)是主要修复细胞,在某些趋化因子的作用下,由创周向创面移位,并分泌大量的ECM如胶原蛋白(collagen)、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)、层连蛋白(liminin,LN)[1,2]、体外黏连蛋白(vitronecftn,VN)、蛋白多糖(proteoglylans,PG) 等.Fb-ECM相互作用时,一方面Fb 增殖,合成分泌ECM填充缺损;另一方面,ECM起着支架和连接作用,并调节Fb的发育、移位和增殖.在某些细胞因子作用下,Fb过度增殖,致ECM异常沉积,则可形成增生性瘢痕或瘢痕疙瘩. 笔者综述了皮肤创伤修复过程中Fb-ECM的相互作用及其调控的研究进展.