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生物陶瓷与细胞外基质对成骨细胞生长及代谢影响
本研究采用了体外细胞培养技术,将人胚成骨细胞分别与不同生物陶瓷(HA,TCP,FHA,BGC)及复合生物陶瓷(BMP,TGF-β1)共同培养.通过相差显微镜及扫描电镜观察材料表面及周围细胞形态及附着情况,分子生物学方法测定细胞增殖率,碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OC)、白细胞介素6(IL-6)及转化生长因子β1(TGF-β1)分泌水平,探讨其作用机理.结果发现复合生物陶瓷细胞增殖率,ALP、OC、IL-6及TGF-β1水平明显高于相应单一材料及空白对照.而不同的复合材料细胞增殖率及细胞基质蛋白分泌有所差异.FHA+BMP,TCP+BMP及HA+BGC+TGF-β1显示了较高水平.不同材料培养不同时间对细胞生长及代谢影响有所不同,反映了成骨细胞培养方法评价人工骨替代材料成骨活性规律是切实可行的.
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生物材料及细胞外基质与骨形成研究进展
骨修复一直是骨科界的难题之一,许多学者进行了相关研究.近二十多年来,随着生物化学和分子生物学研究的发展,发现细胞的附着与细胞表面的受体及细胞外基质表面的特定位点有关,成骨细胞成骨活性与细胞外基质(extracellar matrix,ECM)有着密切的相关性,ECM的成分包括有机和无机成分两类,对骨形成起着主要作用的有骨形态蛋白(bone morphgenetic proteins,BMP),纤维粘连蛋白(fibronectin,FN),层粘蛋白(laminin,LN),波基结合素(vitronectin,VN)等.在骨形成的各个时期均有生长因子参与调节,如胰岛素样生长因子Ⅰ、Ⅱ,β-转化生长因子,酸、硷成纤维细胞生长因子,血小板衍生生长因子等多种骨原性生长因子.其中β-转化生长因子(transforming growth fator β,TGF-β)尤其引人注目[1].另外,硷性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP),骨钙素(osteonectin,OC)及Ⅰ型胶原(collagen type Ⅰ)也来源于骨组织细胞的代谢物质,贮存于骨基质中.生物活性材料作为细胞外基质载体也是目前研究的热点,本文就部分生物材料及细胞外基质与骨形成的研究作一综述性报道.
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组织工程中生物合成性细胞外基质的研究进展
通过组织工程构建出一种全新组织,移植或植入后替代丢失的或者功能不正常器官和组织.由生物可降解性、相容性细胞外基质为新组织的生长和构建提供支架,并通过多种途径调节、促进和保持细胞的粘附、生长增殖、分化和特异性基因的表达,在新组织的功能中发挥重要的作用.组织攻程细胞外基质的研究在组织发生生物学机制研究、组织器官移植和基因治疗等领域具有重要意义.
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可降解聚合物用作骨组织工程细胞外基质材料的研究进展
组织工程学是近年来发展起来的一门新学科.它是应用生物学和工程学的原理研究开发能够修复、维持或改善病损组织功能的生物替代物的一门学科.方法是体外分离、培养细胞,将一定量的细胞种植到具有一定空间结构的三维支架上,然后将此细胞-支架复合物植入体内或体外继续培养,通过细胞间的相互粘附、增殖和分化,分泌细胞外基质,从而形成具有一定结构和功能的组织或器官.目前,应用组织工程方法研究制备出人工骨、软骨、皮肤、肌腱、血管甚至人工胰、人工肝等,其中骨组织工程研究进展较快,已经利用组织工程化骨修复骨缺损取得成功[1].但是,在骨组织工程研究中还存在许多困难,其中理想的细胞外基质材料的选择和制备是骨组织工程中十分重要而迫切的任务,也是组织工程化骨组织能否应用于临床的重要影响因素之一.
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三维细胞培养中支架的研究现状
细胞培养技术是生物技术中核心、基础的技术,目前常用的二维细胞培养方法,例如,多孔板、烧瓶和培养皿等存在诸多不足和限制,三维细胞培养能够改善细胞局部微环境、促进细胞与细胞、细胞与基质之间的交流,模拟体内生理环境,从而增强细胞功能,在新药研发、肿瘤研究等领域具有广泛应用前景.支架是实现三维细胞培养常用的手段之一,相当于人工细胞外基质,能够模拟体内组织复杂的三维结构及其主要特征.本文从基于支架的培养体系和无支架的培养体系两方面讨论了三维细胞培养方法,尤其详细介绍了各种支架.
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高糖对肾小管上皮细胞系细胞因子表达的影响
目的 观察高糖诱导肾小管上皮细胞中转化生长因子β1(TGF-β1)、平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、E-钙黏素(E-Cadherin)的改变及酪氨酸激酶(JAK)抑制剂AG490对其的影响.方法 体外培养人肾近曲小管上皮细胞系(HKC),分别给予高糖和AG490干预,采用免疫沉淀和Western blot检测JAK2磷酸化的表达;Western blot检测α-SMA、E-cadherin及信号蛋白STAT1、STAT3等的水平;ELISA法测定细胞上清液中TGF-β1和Ⅰ型胶原的分泌;RT-PCR检测TGF-β1 mRNA表达.结果 与低糖组比较,高糖培养HKC中α-SMA、p-JAK2、p-STAT1和p-STAT3表达明显上调,E-Cadherin表达明显下调,TGF-β1 mRNA表达增加;细胞上清液中TGF-β1、Ⅰ型胶原分泌增加.AG490明显抑制高糖刺激HKC中α-SMA表达的升高,减轻E-Cadherin表达下降程度,降低TGF-β1 mRNA表达及TGF-β1、Ⅰ型胶原的分泌.结论 JAK/STAT信号途径可能参与高糖诱导的HKC中TGF-β1和细胞外基质的分泌.
关键词: 人肾近曲小管上皮细胞系 细胞外基质 转化生长因子β -
柚皮素通过抑制TGF-β1/smad信号传导通路缓解糖尿病肾病大鼠肾损伤
目的 探讨柚皮素对糖尿病肾病大鼠肾脏的保护作用及其对TGF-β1/smad信号传导通路的影响.方法 将糖尿病肾病模型大鼠随机分为糖尿病肾病组和糖尿病肾病+柚皮素组,用药治疗6周.检测大鼠24 h尿蛋白定量、肌酐清除率和肾脏指数;HE染色观察肾组织形态和检测肾小球面积;实时荧光定量PCR检测Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白、TGF-β1、Smad2和Smad7 mRNA的表达;Western blot检测Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白、TGF-β1、smad7、总smad2和磷酸化smad2蛋白.结果 糖尿病肾病组大鼠24 h尿蛋白(P<0.01)和肾脏指数(P<0.01)显著升高,肌酐清除率明显下降(P<0.01),肾小球明显肥大(P<0.05),Ⅳ型胶原和纤维连接蛋白的mRNA水平和蛋白表达量均升高,TGF-β1和磷酸化smad2蛋白的表达量均升高,smad7蛋白表达量降低;经柚皮素50 mg/kg治疗后能明显降低糖尿病肾病大鼠的24 h尿蛋白(P<0.01)和肾脏指数(P<0.05),提高肌酐清除率(P<0.05),减轻肾小球肥大(P<0.05),Ⅳ型胶原和纤维连接蛋白的mRNA水平和蛋白表达量降低,TGF-β1和磷酸化smad2蛋白的表达量均降低,smad7蛋白表达量升高.结论 柚皮素可能通过调控糖尿病肾病肾组织TGF-β1/smad信号通路表达,减轻肾脏病理损害.
关键词: 柚皮素 细胞外基质 TGF-β1/Smad信号通路 糖尿病肾病 -
细胞外基质蛋白SRPX2促进HUVECs血管生成能力
目的:评价细胞外基质蛋白含sushi重复蛋白X连锁2(SRPX2)对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)血管生成能力的影响。方法分别用重组pcDNA3.1-SRPX2及空载质粒转染HEK293T细胞后收集条件培养基,培养HUVECs,实验分转染组、阴性对照组和空白对照组。 CCK-8试剂盒检测细胞增殖;Transwell迁移实验和划痕实验观察细胞的迁移能力;Matrigel基质胶体外管腔形成实验观察HUVECs管腔形成能力。结果3组间细胞增殖能力无明显差异。转染组管腔样结构分支点数为(97±4)个/视野,明显多于阴性对照组(57±3)和空白对照组(54±3)个/视野(P<0.05)。转染组划痕6和12 h细胞迁移距离均明显大于阴性对照组和空白对照组,分别为(90±6)、(37±7)和(36±4)μm,(135±5)、(65±8)和(63±4)μm(P<0.05)。 Transwell迁移实验中,转染组16 h迁移过膜细胞数为(549±10)个/视野,明显高于阴性对照组(334±11)和空白对照组(329±12)个/视野(P<0.05)。结论 SRPX2可通过促进HUVECs的迁移及在Matrigel表面的管腔形成能力,增强其血管生成能力。
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磷酸化的cAMP反应元件结合蛋白1在糖尿病大鼠肾小球中表达增强
目的探讨磷酸化的cAMP反应元件结合蛋白1(P-CREB1)在糖尿病大鼠肾组织中的表达特征及与细胞外基质积聚的关系.方法雄性Wistar大鼠切除右肾2周后随机分为对照组和糖尿病组,用链脲佐菌素复制糖尿病模型.分别于1、2、4、8和12周用免疫组化检测纤维黏连蛋白(FN)、层黏连蛋白(LN)及P-CREB1的表达, Western 印迹和RT-PCR检测肾皮质CREB1磷酸化(活性)及mRNA的表达.结果糖尿病组FN与LN在 4周时开始升高,并持续到12周.CREB1的活性及其mRNA在2、4和8周增高,在12周时降至正常.结论 CREB1可能在糖尿病肾病细胞外基质积聚中发挥一定作用.
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褪黑素减轻浸水-束缚应激大鼠胃黏膜损伤
目的 探讨褪黑素(MT)对大鼠应激性胃溃疡的保护作用及对胃黏膜MMP-9、MMP-2和TIMP-2表达的影响.方法 用浸水-束缚应激(WIRS)建立大鼠应激性溃疡模型.应激前30 min,分别腹腔注射褪黑素10、20、40和60 mg/kg.应激3h后,观察大鼠胃黏膜病变,对溃疡指数(UI)进行评分;组织学观察胃出血;用real-time PCR及Western blot检测胃黏膜MMP-9、MMP-2和TIMP-2的mRNA及蛋白表达.结果 WIRS应激3h能成功诱导大鼠应激性胃溃疡.预先注射MT可明显降低应激性胃溃疡大鼠的UI(P<0.01),明显降低黏膜层炎性细胞浸润数(P<0.01).WIRS诱导大鼠胃黏膜MMP-9和MMP-2 mRNA和蛋白表达上调(P<0.01),TIMP-2则下降;MT预处理后,MMP-2/MMP-9明显下降(P<0.05或P<0.01);而TIMP-2的mRNA及蛋白表达增加(P<0.05或P<0.01).结论 MT可能通过下调MMP-9和MMP-2表达,及增加TIMP-2表达,减轻WIRS诱导的大鼠应激性胃溃疡.
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促红细胞生成素减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤
目的 探讨促红细胞生成素在心肌缺血再灌注损伤中对细胞外基质代谢的调节作用及其机制.方法 构建Langendroff大鼠离体心脏缺血再灌注模型,结合Western blot观测在促红细胞生成素及相应信号传导通路阻滞剂干预下,左室舒张末压(LVEDP)、梗死面积、MMPs及胶原Ⅰ/Ⅲ表达的变化.结果 促红细胞生成素可改善LVEDP[(19.8±0.2)mmHg vs (35.9±0.2)mmHg,IR组 vs EPO+IR组,P<0.05],减少梗死而积(35.26%±7.1% vs 62.70%±7.2%,EPO+IR组 vs IR组,P<0.05).在缺血再灌注损伤的过程中MMP2及MMP9表达均显著升高,而TIMP-4则显著减低.外源性EPO可逆转MMPs的激活.此外EPO则可促进胶原Ⅲ、Ⅰ的表达,并且这一保护作用可被MEK-Erk信号通路阻滞剂所阻断.结论 EPO通过MEK-Erk信号传导通路促进胶原Ⅰ/Ⅲ的合成,抑制MMPs的激活,抑制细胞外基质降解,在一定程度上减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤.
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细胞外基质在肺纤维化中作用的研究进展
肺纤维化(PF)的特征之一是细胞外基质(ECM)的过度沉积,肺纤维化过程中细胞外基质生物特性发生改变并能促进肺纤维化的发展,多种细胞外基质相关蛋白参与肺纤维化的病理过程,细胞外基质可作为肺纤维化治疗的潜在靶点.
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炎性反应在骨关节炎软骨退变中的作用
慢性炎性反应是骨关节炎软骨破坏的一个主要原因.骨关节炎性环境下,软骨细胞异常活跃,细胞外基质重塑加快,引起软骨细胞生物力学环境的改变,进而推动病理进程.细胞外基质成分和结构的异常改变干扰骨髓间充质干细胞的成软骨分化,从而使软骨的修复无法进行.
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组织蛋白酶与细胞外基质重塑
细胞外基质重塑是多种疾病的病理学基础,与之相关的细胞外蛋白酶中,组织蛋白酶起非常重要的作用,本文就组织蛋白酶在细胞外基质重塑相关疾病中的作用以及调节等作一综述.
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体外鼠尾胶原诱导豚鼠神经干细胞分化为类毛细胞
神经干细胞的分化受内在的遗传信息和外在的多种因素调控.细胞外基质是构成细胞生存微环境的重要组成部分,胞外基质内的各种成分可以同细胞膜上的受体相互作用,影响细胞的增殖、迁徙、分化等多种功能.如何选择佳的外界因素是将神经干细胞诱导分化为毛细胞的关键.
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阿托伐他汀对肺纤维化大鼠MMP-9和TIMP-1表达的影响
有文献表明,他汀类药物可通过抑制基质金属蛋白酶、干预成纤维细胞增殖、胶原合成、参与调节细胞外基质(ex-tracelluar matrix,ECM)的降解,可能具有抗纤维化作用[1],但目前直接进行体内观察其抗肺纤维化作用的研究并不多.我们已证实阿托伐他汀可抑制博莱霉素所致的大鼠肺纤维化[2].
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草苁蓉提取物抑制HSC-T6细胞体外增殖及胶原合成
肝纤维化是各种致病因子引起慢性肝病进而发展成肝硬化的病理学基础与必经之路.肝星状细胞( Hepatic stellite cell,HSC)是一种具有多潜能的幼稚间质细胞,经过激活刺激后其表型转换形成成纤维细胞并分泌大量细胞外基质,是肝纤维化发生的细胞学基础.近年来文献报道,草苁蓉( boschniakia rossica,BR)具有抗自由基、抗脂质过氧化、抗癌、抗炎等作用,且对肝脏急慢性损伤具有保护功能[1].本实验探讨了草苁蓉乙醇提取物对培养的大鼠HSC增殖及胶原合成的抑制作用.
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替米沙坦延缓糖尿病大鼠肾病的发生发展
糖尿病肾病( Diabetic Nephropathy,DN)是糖尿病常见的慢性微血管并发症,临床资料显示,E-选择素( E-selectin)介导的炎性反应对糖尿病肾病的发展有一定的影响,其增加尿蛋白,并推动细胞外基质沉淀,导致肾小球纤维化.有研究者指出,血管紧张素受体Ⅱ(Ang Ⅱ)拮抗剂(ARB)能够通过对黏附分子合成进行抑制,进而减缓肾小球出现炎性反应.本研究观察替米沙坦对糖尿病大鼠肾小球E-selectin表达的影响,目的是从黏附分子层面来研究替米沙坦对糖尿病肾病所产生的保护机制.
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氨基胍降低肺纤维化大鼠肺成纤维细胞表达仅α-平滑肌肌动蛋白
肺纤维化主要的病理变化是肺间质中成纤维细胞活化为肌成纤维细胞(Myofibroblast,MF)及大量细胞外基质聚集.
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AngⅡ促进大鼠血管平滑肌细胞增殖和迁移
血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的增殖、迁移和细胞外基质的合成是高血压、动脉粥样硬化和血管成形术后再狭窄等血管重塑性疾病发生、发展的重要细胞病理学基础[1].血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)的促生长作用参与了高血压、动脉粥样硬化、血管再狭窄等血管增殖性疾病的发生和发展.本实验观察AngⅡ对VSMCs细胞增殖及迁移的影响,进一步阐明血管增殖性疾病的发病机理,为临床防治提供理论依据.1材料与方法1.1细胞培养与试剂:80~100 g健康雄性SD大鼠,取胸腹主动脉血管中膜用贴块法分离、培养VSMCs[2].取3~6代细胞进行实验.待细胞生长至70%~80%汇合后换用无血清培养液饥饿培养16 h,使细胞处于静止期,然后换用含2%FBS的培养液,分别加入不同浓度(10-8、10-7和10-6 mol/L)的AngⅡ(Sigma公司)孵育24h,或10-7 mol/L的AngⅡ孵育不同时间(3、6、12、24和48 h),收集细胞用于实验.