流体剪切力对骨组织细胞作用的研究进展

骨组织细胞包括成骨细胞、破骨细胞、骨细胞和骨衬细胞.在体内生理条件下,流体剪切力可能是这些细胞受到的主要的力学刺激.近年来对流体剪切力影响骨组织细胞的研究取得了较大的进展,相关研究主要集中在流体剪切力引起骨组织细胞的细胞内信号分子、细胞内钙信号、细胞间隙连接和细胞骨架系统改变这几个方面,同时,流体剪切力会引起骨组织细胞间的相互作用的改变.本文就这些方面的重要研究内容做简要综述.

连接蛋白43与骨质疏松

骨质疏松症(osteoporosis)是以骨量减少,骨显微结构改变以及骨生物力学性能下降,易于骨折为特征的疾病.正常的骨重建(remodeling)是以成骨细胞群为主的骨形成与以破骨细胞群为主的骨吸收保持动态平衡实现的.不管什么原因导致骨形成与骨吸收这一偶联的动态平衡被打破都会引起骨代谢性疾病的发生,而胞间信息传递对这一偶联的动态平衡具有重要的作用.在骨内,胞间信息传递主要靠间隙连接来完成.间隙连接(gapjunction)是普遍存在于相邻细胞间的一种膜蛋白通道结构,由间隙连接蛋白(connexin,Cx)构成,普遍存在于骨细胞中.通过间隙连接,骨内细胞间不停地进行着能量和信息的交换[1].在骨内,常见的Cx是Cx43.

间隙连接蛋白43对胰腺癌细胞株BxPC3凋亡的作用及其机制研究

目的 研究间隙连接蛋白43(Cx43)在胰腺癌细胞凋亡中的作用,并探讨其机制.方法 采用脂质体2000法将pcDNA-Cx43、pcDNA-Cx43N、空质粒peDNA3.0、siRNA-Cx43和对照siRNA-NC分别转染BxPC3细胞.Western blotting检测细胞Cx43蛋白表达、细胞色素C(Cyt C)含量;流式细胞仪检测细胞凋亡、线粒体膜电位;荧光分光光度计检测细胞Caspase-9和Caspase-3活性;染料传递法测定细胞间间隙连接(GJ).结果 Cx43转染BxPC3细胞后,Cx43蛋白表达明显上调,细胞凋亡从空质粒转染组的(6.35±0.43)%增加到(14.29±1.24)%,经H_2O_2处理后,从(20.34 ±2.47)%增加到(31.27±2.56)%(P<0.05),同时线粒体膜电位下降,Cyt C从线粒体释放增多,Caspase蛋白酶活性增加;而siRNA43干扰细胞后,细胞凋亡从(7.42±0.47)%减少到(5.19±1.37)%,经H_2O_2处理后,从(19.43±1.71)%减少到(11.67±1.97)%(P<0.05),线粒体膜电位去极化,Cyt C从线粒体释放减少,Caspase 酶活性下调.细胞间间隙连接指数在无GJ抑制剂B-GA情况下从对照组的14.52±0.57增加到peDNA-Cx 43转染组的23.05±3.84,在存在β-GA情况下从1.70±0.24增加到3.84±0.45(P<0.05),但细胞凋亡率改变无显著差异.结论 Cx43可通过线粒体凋亡途径促进BxPC3细胞凋亡,Cx43调节细胞凋亡存在间隙连接以外的机制.

心肌细胞Cx43间隙连接半通道活动的研究现状

间隙连接(Gapjunction,GJ)是一个低电阻的细胞间通道,介导分子量低于1KD和半径小于0.8～1.0的离子(包括细胞内信息分子K+,Na+,Ca2+,cGMP,cAMP和IP3)在相邻细胞间迅速流通,参与信号的传递和保持代谢的连续性.GJ广泛分布在各种组织细胞上,在心肌细胞上,GJ主要分布在闰盘附近.由于间隙连接是由对应细胞的两个半通道相接而成,因而研究间隙连接半通道(简称半通道)的活动成为一个受到广泛重视的研究领域.

心肌肥大时间隙连接分布的改变及其对传导特性的影响

目的探讨压力超负荷所致左室心肌肥大时间隙连接(GJ)分布的改变及其对兴奋冲动传导特性的影响.方法 12只犬随机分为正常对照组(n=4)和主动脉缩窄组(n=8);主动脉缩窄组通过缩窄腹主动脉4周而形成左室心肌肥大,对照组则仅行假手术;应用心外膜标测法测定左室心肌传导速度;应用激光共聚焦显微镜技术和荧光免疫组织化学方法对肥大心肌间隙连接的主要成分连接蛋白43(connexin43,Cx43)进行定量研究.结果 (1)主动脉缩窄组和对照组左室心肌细胞总的Cx43表达量无明显差异;(2)对照组心肌细胞端对端连接处Cx43的表达量与侧对侧连接处的Cx43表达量的比值为(1.43±0.18),主动脉缩窄组的比值为(0.72±0.08),两组之间存在显著性差异(P＜0.01);(3)对照组左室心肌纵向传导速度与横向传导速度比为(3.20±0.28),主动脉缩窄组的比为(2.48±0.25),两组之间存在显著性差异(P＜0.01).结论压力超负荷所致的左室心肌肥大可出现间隙连接分布模式的改变和兴奋冲动在心室肌传导的各向异性增大,这种改变可能是心肌肥大时常伴发心律失常的重要原因之一.

血管紧张素-(1-7)在拮抗血管紧张素Ⅱ诱导心肌细胞Cx43间隙连接上调中的作用

目的探讨血管紧张素-(1-7)[Ang-(1-7)]在血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导心肌细胞Cx43间隙连接中作用.方法 AngⅡ处理培养心肌细胞24h.PD98059和Ang-(1-7)在AngⅡ刺激细胞前1h加到培养基中,对照组加等体积药物溶剂DMSO.用Western blot分析和电镜观察心肌细胞Cx43表达和间隙连接.结果 Western blot分析显示用10-9～10-6mol/LAngⅡ刺激细胞24h,Cx43的表达与对照组相比呈浓度依赖性增加;用AngⅡ0.1μmol/L刺激心肌细胞24h,与对照组相比Cx43表达上调、磷酸化ERK1/2活性增加(P＜0.01),ERK1/2激酶特异性抑制剂1μmol/LPD98059和0.1μmol/LAng-(1-7)能阻断AngⅡ上调Cx43表达和磷酸化ERK1/2活性增加.电镜观察证明用AngⅡ0.1μmol/L刺激心肌细胞24h,AngⅡ处理组细胞间隙连接数目和大小较对照组增加(P＜0.05),0.1μmol/LAng-(1-7)能阻断AngⅡ增加心肌细胞间隙连接数目和大小.结论 Ang-(1-7)通过抑制磷酸化ERK1/2活性增加,从而拮抗AngⅡ上调培养新生鼠心肌细胞Cx43间隙连接.

脏器保护与细胞间隙连接(下)

间隙连接是细胞-细胞间的膜通道,它将组织细胞的胞质连通交流信使和营养小分子,形成有空间缓冲性的调节网络,是维持组织器官代谢协同及信号畅通保持内稳定所依赖的重要因素,调控脊椎动物个体发育和组织发生,并普遍存在于成体细胞,在增殖、分化、凋亡及多种功能活动中起重要作用.

间隙连接在缺血再灌注心肌损伤中作用机制的研究

不同β受体阻滞剂对大鼠心肌间隙连接结构作用的对比研究

目的 比较三代β受体阻滞剂的代表药物卡维地洛、美托洛尔及普萘洛尔对大鼠心肌缺血再灌注损伤心肌间隙连接(GJ)结构的不同作用.方法 将大鼠随机分为假手术组、缺血再灌注组、卡维地洛组、美托洛尔组及普萘洛尔组.除假手术组只穿线不结扎外,其余各组均结扎左冠状动脉前降支30 min,然后松开结扎线复灌4 h,建立心肌缺血再灌注损伤模型.于再灌4 h末用免疫荧光和激光扫描共聚焦显微镜技术观察心肌间隙连接蛋白43(CX43)的分布及组成变化,用激光扫描共聚焦显微镜对CX43进行定量.结果 与假手术组相比,缺血再灌注组CX43-GJ结构明显异常.与缺血再灌注组比较,卡维地洛组、美托洛尔组和普萘洛尔组CX43-GJ损伤减轻.各药物治疗组间比较,卡维地洛组CX43-GJ结构损伤轻.结论 各种β受体阻滞剂均具有保护心肌GJ结构的作用,以卡维地洛的作用明显.

肝细胞肝癌和正常肝细胞间隙连接蛋白ConneXin32,ConneXin43蛋白质酪氨酸磷酸化分析

目的研究肝细胞肝癌和正常肝细胞间隙连接蛋白Cx32、Cx43酪氨酸磷酸化作用的信号转导机制,及其对肝癌的重要意义.方法应用细胞培养,Western blot分析技术,研究肝癌细胞系HHCC,SMMC-7721和正常肝细胞系QZG中,间隙连接蛋白Cx32、Cx43的表达及酪氨酸磷酸化作用.结果Western blot分析表明,Cx32蛋白在正常肝细胞系QZG细胞中高表达,但未出现酪氨酸磷酸化作用,Cx32蛋白在HHCC,SMMC-7721无明显表达及酪氨酸磷酸化作用.Cx43蛋白在QZG,SMMC-7721细胞一定水平的表达仅在SMMC-7721细胞表现出酪氨酸磷酸化现象,在QZG细胞中无酪氨酸磷酸化作用.Cx43蛋白在HHCC细胞中无明显表达及酪氨酸磷酸化现象.结论肝癌细胞Cx32、Cx43蛋白翻译后水平酪氨酸位点磷酸化修饰作用,是调控间隙连接通讯功能的关键,间隙连接基因connexin32,connexin43翻译后水平调节和信号转导机制异常可能与肝癌的发生密切相关.

间隙连接蛋白Connexin32对肝癌侵袭和转移能力的影响

目的:探讨肝癌细胞中间隙连接蛋白Connexin32对肝癌细胞体内侵袭和转移能力的影响.方法:利用可以通过增减细胞外环境中Doxycycline调控Connexin32蛋白表达的肝癌细胞HuH7 Tet-off Cx32亚克隆,将之原位移植到重度联合免疫缺陷鼠肝脏浆膜下,通过饮用水中添加(去除)Doxycycline调控动物体内Connexin32的表达,8周后处死小鼠,观察肿瘤形成及转移情况,蛋白质印迹法及免疫组织化学方法检测其与对照组的Connexin32蛋白表达情况.结果:移植HuH7 Tet-off Cx32细胞的小鼠,在饮用水中去除Doxycycline诱发Connexin32高表达条件下,形成明显的肝内转移灶和腹膜转移灶;而饮用水中添加了Doxycycline的小鼠没有发现明显的转移灶形成.免疫组化证实,高表达的Connexin32蛋白定位于细胞质.蛋白质印迹法结果显示,Doxycycline在小鼠体内呈现较好的诱导性.结论:细胞质内异位蓄积的Connexin32蛋白明显增强肝癌细胞的体内侵袭和转移能力.

低强度微波辐射对兔眼晶体上皮细胞间隙连接通讯功能的影响

目的研究低强度微波辐射对兔眼晶状体上皮细胞细胞间隙连接通讯功能的影响及其机理.方法健康家兔接受3 h 5 mW/cm2或10 mW/cm2微波辐射.取兔双眼晶体前囊膜,用5,6-羟基荧光素乙酸乙酰盐染色作激光共聚焦显微镜晶体上皮细胞荧光淬灭及恢复情况测定.用免疫荧光法标记Cx43作定位检测.结果接受5 mW/cm2或10 mW/cm2微波辐射后兔眼晶体上皮细胞荧光恢复速度明显减慢,GJIC功能破坏.Cx43荧光标记定位结果显示,5 mW/cm2实验组Cx43阳性膜表达减少;10 mW/cm2实验组出现Cx43的细胞外聚集,胞浆和细胞核内位移.结论 5 mW/cm2和10 mW/cm2低强度微波通过破坏Cx43的正常功能定位而抑制晶体上皮细胞间GJIC功能,破坏晶体内稳态,促使晶体上皮细胞发生凋亡,诱发白内障.

卡维地洛对大鼠缺血再灌注心肌间隙连接结构影响的研究

目的:研究卡维地洛(CVD)对大鼠缺血再灌注损伤心肌间隙连接(GJ)结构的保护作用.方法:将24只大鼠随机分为假手术(SHAM)组、缺血再灌注(IRI)组和CVD组.CVD组以卡维地洛2mg/kg/d灌胃给药7d,SHAM组和IRI组以等量生理盐水灌胃7d.IRI组和CVD组结扎左冠状动脉前降支致大鼠心肌缺血30min后复灌4h,制作成心肌缺血再灌注损伤模型.SHAM组只穿线不结扎.再灌4h末用免疫荧光和共聚焦显微镜扫描技术观察3组心肌GJ蛋白43(CX43)的分布及组成变化.结果:与SHAM组相比,IRI组CX43-GJ结构明显异常;与IRI组比较,CVD组CX43-GJ结构基本正常.结论:卡维地洛具有保护心肌间隙连接结构的作用.

SiO2刺激肺泡上皮细胞间隙连接功能下调的研究

目的探索矽肺发病过程中,SiO2对肺泡上皮细胞增殖和间隙连接通讯功能(GJIC)的影响.方法不同剂量的SiO2刺激SD大鼠肺泡巨噬细胞(PAM)培养上清液,作用于正常貂肺泡上皮细胞株CCL-64细胞.用四唑盐(MTT)法测定CCL-64细胞增殖(以A570nm值表示);采用激光扫描共焦显微镜(LSCM,LeicaTCS SP)用荧光光漂白后再恢复(FRAP)技术测定CCL-64细胞GJIC功能[以荧光扩散率K(×10-3/s)]表示.结果体积分数为5%的SiO2刺激的PAM上清液能诱导CCL-64细胞增殖(F=9.679,P＜0.01),并抑制CCL-64细胞间GJIC功能(F=20.587,P＜0.01).在50～500 μg/mlSiO2范围内,随SiO2浓度增加,两者均呈良好的剂量依赖性关系(GJIC:r=-0.943,P＜0.05;增殖:r=0.891,P＜O.05).结论SiO2刺激PAM培养上清液可以抑制肺泡上皮细胞的GJIC功能,并诱导细胞增殖.推论肺泡上皮细胞GJIC功能下调在SiO2介导的肺泡上皮组织损伤中有重要的作用.

二氧化硅刺激肺成纤维细胞间隙连接功能下调的研究

目的　探索矽肺发病过程中二氧化硅(SiO2)刺激肺纤维化发生与肺成纤维细胞间隙连接通讯功能 (GJIC)下调的关系。方法　不同剂量的SiO2刺激SD大鼠肺泡巨噬细胞(PAM)及具有肺泡巨噬细胞特性的、经12-O-四 葵酰基-佛波-13-乙酸酯(佛波酯，PMA或TPA)诱导分化的人血单核细胞株(pTHP-1)培养 上清液 ，作用于中国仓鼠肺成纤维(CHL)细胞。用四唑盐(MTT)法测定CHL细胞增殖(A570 n m)；用激光扫描共聚焦显微镜,按荧光光漂白后再恢复(FRAP)技术测定CHL细胞GJIC功能［ 荧光传递速率K,(×10-3/s)］。结果　SiO2刺激的PAM上清液和pTHP-1上清液均能诱导CHL细胞增殖(PAM：F=3.205, P<0.05；pTHP-1：F=13.779,P<0.01)及抑制GJIC功能(PAM：F=19.948, P<0.01；pTHP-1：F=9.365,P<0.01)，并随SiO2浓度增加(50、100、20 0和500 μg/ml),细胞增殖能力渐强，呈剂量-效应关系(PAM：r=-0.803,P<0 .05；pTHP-1：r=-0.914,P<0.01)。PAM和pTHP-1细胞上清液可以增强CHL细胞 的GJIC功能(K均数分别为21.24×10-3/s、18.92×10-3/s)和抑 制细胞增殖(A 570 nm均数分别为0.506、0.218)，和空白对照(7.81×10-3/s、7 .81×10-3/s和0.539、0.388)相比，差异均有显著性(P<0.05)。结论　SiO2刺激PAM和pTHP-1培养上清液可以抑制肺成纤维细胞的GJIC功能，并诱导细胞增殖。 推测在矽肺纤维化发生过程中，肺成纤维细胞GJIC功能的下调进而诱导肺成纤维细胞增殖 可能发挥了重要的作用。

间隙连接研究进展

间隙连接通道是细胞间直接进行物质交流的惟一的膜通道结构.它在细胞间信号传递,物质交流等方面都起着重要的作用.构成间隙连接通道的蛋白亚基为间隙连接蛋白(connexin).本文就目前已检测到的间隙连接蛋白的种类,间隙连接蛋白的基因突变与疾病的关系,检测间隙连接通讯的常用方法,间隙连接通道的调控机制及间隙连接对肿瘤细胞的影响作一综述.

辐射诱导旁效应研究进展

随着人们对低剂量辐射后发生的间接和延迟效应(如突变、基因不稳定性)的重视,以及新的高效工具(如单细胞微束和先进的培养系统)的应用,过去的十几年对辐射诱导旁效应的产生机制有了许多新的认识和发现.辐射诱导旁效应是受基因调控,由细胞间信号传递途径中介产生的.

心脏间隙连接研究进展

心脏间隙连接由连接蛋白组成,目前已发现有14个成员,心血管系统主要分布有:CX37、CX40、CX43、CX45和CX46等,在心肌质膜处形成紧密成束的聚合体,典型地存在于心肌闰盘处.为心脏细胞间通讯提供代谢偶联和电偶联,并为心肌的同步收缩提供低电阻传导途径.心脏间隙连接的结构、分布、功能在不同的种属、组织和细胞之间存在差异,心脏发育和疾病的发生与间隙连接的改变有关.

兔骨髓间充质干细胞体外向心肌样细胞诱导分化:缝隙连接蛋白43的表达变化

背景:骨髓间充质干细胞经过诱导因素刺激后,能够分化为心肌细胞,同时表达缝隙连接蛋白43,移植后可改善心功能或修复受损的心脏起搏传导系统.而缝隙国连接蛋白43在维持心脏正常功能中发挥着重要作用.目的:观察兔骨髓间充质干细胞体外诱导分化为心肌样细胞过程中缝隙连接蛋白43的表达变化,及诱导后骨髓间充质干细胞间隙连接通讯功能的改变.方法:采用Percoll非密度梯度离心法与贴瞳法分离培养兔骨髓问充质干细胞,正常组不进行任何干预,诱导组加入5-氮胞苷向心肌样细胞诱导,免疫荧光及流式细胞仪检验细胞诱导前后缝隙连接蛋白43的表达.将原代培养1 d的乳鼠心肌细胞分别接种于上述两组细胞爬片上,免疫荧光观察兔骨髓间充质干细胞与心肌细胞形成间隙连接的情况.划痕试验设立正常组、诱导组以及添加甘草次酸的阻滞剂组,观察兔骨髓间充质干二细胞诱导前后细胞间隙连接的功能变化.结果与结论:正常组骨髓间充质干细胞缝隙连接蛋白43呈弱表达,5-氮胞营诱导2,4周后缝隙连接蛋白43的表达均显著增加(P<0.01),细胞间隙连接通讯功能明显增强(P<0.001),且随诱导时间的延长呈依赖性增强(P<0.05).骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养后,诱导组缝隙连接蛋白43明显呈线状表达在两个相邻细胞的接触面.与诱导4周时比较,阻滞剂组细胞问隙连接通讯功能明显受到抑制(P<0.001).提示骨髓间充质干细胞能够自发衷达缝隙连接蛋白43,在移植后早期能与心肌细胞形成间隙连接,从而有利于移植后心肌电传导,并发挥骨髓间充质干细胞的旁分泌效应.

间隙连接蛋白43与疾病关系的研究进展

间隙连接是间隙连接蛋白构成的一种细胞间连接方式.相邻细胞间通过间隙连接介导的细胞间隙连接通讯进行信息和能量的交换,参与细胞间物质交换的代谢偶联和电信号传递的电耦联,对细胞的新陈代谢、内环境稳定、增殖和分化等生理过程有重要的调控作用.Cx43是间隙连接蛋白成员之一,与心血管疾病、肿瘤、创伤愈合及某些生殖、消化、神经系统疾病的病理及生理过程有着密切联系.现就国内外Cx43与一些疾病的关系的研究作一综述.