整合素在细胞响应机械应力中的作用

机械应力在细胞生长、分化和基因表达等生理学过程和某些病理学过程中起了重要的作用.细胞粘附分子——整合素是机械信号转导中重要的跨膜分子.细胞通过整合素与胞外基质蛋白、细胞骨架蛋白以及聚焦粘附激酶等的反应,将感应的力信号转化为化学信号,从而调节细胞的生理机能,其中整合素与胞外基质蛋白之间的动态和特异性反应在细胞的机械信号转导过程中起了功能性作用.     

机械拉伸下人肺上皮细胞增殖及整联蛋白再分布

应用体外周期性拉伸装置研究机械拉伸对人肺上皮细胞A5 4 9增殖及其膜表面受体———整联蛋白α5、β1再分布的调控作用。结果表明 :在应变为 15 % ,频率为 2 0次 /min、4 0次 /min的拉伸刺激下 ,4 8h后 ,应用流式细胞技术检测细胞的增殖活性指数明显降低 ,A5 4 9细胞的DNA合成受到显著抑制。在 4 0次 /min的拉伸频率下 ,整联蛋白α5、β1的分布发生重组并向基底层转移 ,形成局部粘附连接。研究表明 :整联蛋白α5、β1可能在肺上皮细胞感应机械应力过程中起了重要的作用。     

大鼠成骨细胞在聚乳酸、马来酸酐改性聚乳酸表面的粘附性能研究

采用微管吸吮装置对大鼠成骨细胞,在聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸材料表面的粘附性能进行了研究.目的是评价材料的粘附性能和改性方法,并筛选材料.研究表明：与玻璃材料相比,成骨细胞在聚乳酸表面的粘附力更大,经化学结构改性后,聚乳酸对成骨细胞24 h的粘附性能提高了近2倍.成骨细胞在改性聚乳酸材料表面的24 h组的粘附力是15 min组的1.3倍（测量时间为3 h）,而在聚乳酸上则差别不明显.实验证实,改性聚乳酸是一种更利于成骨细胞粘附的支撑材料,采用的改性方法可行.     

细胞结构的张力完整性

张力完整性结构由承受压力构件和一系列连续的张力构件相互连接组成.这种结构的稳定性取决于结构内部张力的完整性的保持,因而被称为张力完整性.生物学研究表明细胞的结构符合张力完整性原理.而且细胞骨架的张力完整性影响细胞的形状及其功能.应用张力完整性原理可解释细胞内力化学转导的一些基本规律.     

CD205的结构与功能研究

CD205是一种分子量205KD的C型凝集素,为I型膜蛋白,含有10个糖识别域,系巨噬细胞甘露糖受体家族成员。人CD205基因位于染色体2q24,其CDNA长5166bp,编码产物1722个氨基酸残基。CD205主要表达于树突状细胞和胞腺上皮细胞。在介导胞吞、抗原提呈中起关键作用,还参与稳定胸腺微环境,在胸腺发育及肿瘤免疫中具重要意义。     

周期加载对VEC-304细胞株迁移、增殖分布的影响

在弹性膜上接种VEC－304,融合生长后擦去周边细胞形成一规则圆斑,使用弹性膜周期加载装置,对生长在弹性膜上的VEC－304圆斑施以15％拉伸应变,经显微镜观察,计算机图像处理了解细胞增殖、迁移时间过程及增殖细胞在应变场中的分布,细胞银染了解细胞形态及细胞连接情况,免疫荧光染色观察增殖细胞的分裂极。结果发现：（1）随加载时间延长圆斑沿与应变垂直向伸展成椭圆形,24h两径出现明显差异;（2）随时间增加圆斑面积扩大,但实验组沿与加载垂直方向的增大较沿加载方向为大;（3）细胞有丝分裂器（中心粒）位于细胞短轴即加载方向;（4）加载后细胞较对照组排列紧密,细胞间距更小,且出现较为明显的重叠生长现象。VEC－304在应变场中的运动迁移、增殖具有方向依赖性,周期加载可以促进细胞间连接。     

MBL与Raji细胞结合特性的研究

甘露聚糖结合凝集素(MBL)作为关键的天然免疫模式识别分子已得到共识,但其在获得性免疫应答中是否发挥作用目前尚不清楚.采用酶联免疫吸附试验分析MBL能否与Raii、THPI/CDl4、Jurkat和红细胞结合,并采用流式细胞术着重研究其与Raji细胞结合特性.结果显示:MBL以浓度依赖方式结合Raji、THP1/CDl4、Jurkat细胞,红细胞则否.MBL与Raji细胞结合是Ca2 依赖的,且能被甘露糖、葡萄糖、N-乙酰葡糖胺所抑制;Clq或抗ClqR单克隆抗体能部分抑制MBL与Raji细胞结合;重组人MBL-CRD蛋白或MBL-CLR蛋白均能抑制MBL与Raji细胞结合,两者联合应用则可完全阻断这种结合.研究资料表明,B淋巴细胞系Raji细胞表达Ca2 依赖性、糖敏感的MBL受体,包括对CLR特异和CRD特异的两种受体,前者为MBL和Clq的共同受体.进一步的功能研究显示,高浓度MBL(10-50mg/L)对Raji细胞的生长具有显著抑制作用,且呈剂量依赖关系.提示MBL作为一种重要的模式识别分子,不仅发挥天然免疫功能,而且可能在调节获得性免疫应答中起一定作用.     

拉伸作用对成骨细胞粘附、铺展、粘弹性的影响

采用四点弯曲梁实验装置（自行研制）对离体培养的大鼠成骨细胞,施以拉伸应变影响,通过微管吸吮系统、显微摄录、计算机图像系统了解细胞的粘附、铺展行为和细胞的粘弹性变化,认识细胞形态、粘附力及变形性对机械刺激的响应。发现：（1）机械拉伸2h成骨细胞与基底粘附力以及细胞单位面积粘附力较对照组明显升高,但加载后期与对照无明显;（2）成骨细胞粘弹性较对照组略低;（3）加载24h(500με）实验组细胞增殖比对照组快。机械拉伸有成骨细胞生长,并可通过粘附、铺展调整、削减应变影响。     

机械拉伸对血管平滑肌细胞粘附及生长的影响

通过自行研制的“四点弯曲梁”实验装置对血管平滑肌细胞（VSMC）加载培养,并结合显微形态观察和计算机图像处理系统测量细胞铺展投影面积、微管吸吮实验系统检测细胞与表面的粘附力、α-肌动蛋白(actin)免疫组化试验,了解细胞骨架发育和排列取向、流式细胞仪检测细胞动力学以及细胞生长行为等认识VSMC对应变刺激的响应.发现VSMC粘附铺展与实验时间正相关,细胞粘附力、铺展面积、单位面积粘附力4 h后实验组与对照组无显著性差异.VSMC内α-actin发育随加载时间延长呈增加趋势.细胞动力学检测实验组加载24 h后VSMC增殖活动受到抑制.VSMC可能通过调节细胞铺展行为、胞内应力纤维发育等主动机制,实现对机械拉伸的适应性改建.应变刺激有利于体外培养的VSMC维持收缩表型.     

周期性应变诱导人肺上皮细胞整联蛋白再分布的研究

为了探讨机械拉伸应变对人肺上皮细胞表面整联蛋白α₃ 、α₅和β₁分布的调控作用,建立了体外周期性拉伸应变装置,并应用胞外基质蛋白——纤连蛋白（Fn）、胶原蛋白Ⅳ（Col Ⅳ）裱衬基底膜,激光共聚焦显微镜分析了在应变为15％,频率为40次／min的拉伸刺激下,正常人肺上皮细胞H727表面α₃、α₅和β₁整联蛋白的再分布.结果表明：在人肺上皮细胞H727中,α₃、α₅和β₁整联蛋白是对拉伸应变敏感的膜受体,周期性拉伸刺激可诱导其激活,使之发生分布的重组,并向基底层转移,形成局部粘附连接,增强了整联蛋白受体与其特异性配体的结合能力.结果提示：一个有效的局部粘附连接的形成是受体聚集和配体占据共同启动的一个协调反应,该反应可能参与了细胞响应机械应力的起始过程,可能进一步通过力-化学信号的耦合或张力整合的形式,最终对细胞的生物学行为产生影响.