不同应变对骨髓间充质干细胞系细胞骨架影响的研究

目的:探讨不同应变对骨髓间充质干细胞系细胞骨架形态的影响。方法:实验分为六组,Ⅰ组(静态培养)、Ⅱ组(静态培养 细胞松驰素B)、Ⅲ组(10%应变12h)、Ⅳ组(10%应变12h 细胞松驰素B)、Ⅴ组(10%应变24h)、Ⅵ组(10%应变24h 细胞松驰素B)。分别对其施加10%0.5Hz的周期性应变,采用激光共聚焦显微镜技术和考马斯亮蓝染色方法对小鼠骨髓间充质干细胞系(D1细胞)细胞骨架进行形态观察、细胞F-肌动蛋白表达定量分析。结果:细胞受到不同周期性应变后,细胞的排列方向发生改变,细胞内的F-肌动蛋白排列同细胞的方向一致,随着拉伸时间的延长,F-肌动蛋白发生部分的断裂,F-肌动蛋白的荧光强度同静态组相比明显减弱(P<0.01);当加入细胞松驰素B后,细胞内F-肌动蛋白结构发生改变,在力的作用下,细胞内微丝断裂明显,随着拉伸时间的延长,微丝断裂更为加剧,F-肌动蛋白的荧光强度同静态组相比显著减弱(P<0.01)。结论:不同周期性应变对细胞微丝结构产生一定的影响,微丝在细胞感应力的响应中起重要作用。     

机械力对间充质干细胞向成骨细胞分化的力学响应机制研究

间充质干细胞的分化受多种因素的影响,其中力学是重要因素之一.为了探讨力学信号在间充质干细胞分化中的传导机制,利用力学加载装置在成骨细胞诱导体系条件下,对小鼠骨髓间充质干细胞系(D1细胞)加载不同拉伸应变,运用RT-PCR方法、Flou-3-AMCa2 染色技术、激光共聚焦显微镜技术及5种信号阻断剂,SB203580(p38MAPK特异抑制剂)、PD98059(MEK-1/2MAPK特异抑制剂)、LY294002(PI3Ks特异抑制剂)、细胞松弛素B(微丝结构阻断剂)、EGTA(Ca2 螯合剂),探讨力学信号的基本传导途径.结果显示:3%的拉伸应变能明显提高细胞内Ca2 水平;细胞微丝结构破坏后,延迟了3%拉伸应变对细胞内Ca2 水平增加的影响;细胞外Ca2 螯合后,拉伸应变不能促进细胞内Ca2 水平的升高,该结果提示,拉伸应变对细胞内Ca2 水平的影响主要通过细胞外Ca2 的内流实现.5种信号阻断剂能完全阻断干细胞向成骨细胞分化过程中关键基因骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)和OSX mRNA的表达.p38MAPK途径、MEK-1/2MAPK途径被阻断后,拉伸应变激活了OCN和Osterix(OSX,与成骨细胞分化相关的关键基因)mRNA的表达;PI3Ks途径阻断后,拉伸应变部分激活了OCN和OSX mRNA的表达;细胞微丝破坏及胞外Ca2 螯合后,拉伸应变不能促进OCN和OSXmRNA的表达.上述结果表明:力学信号通过Ca2 信号、细胞微丝结构以及PI3Ks信号途径引起细胞的应答反应和生物学效应.     

体外培养所形成的细胞外基质对MC3T3-E1细胞生长和分化的影响

细胞外基对组织细胞起支持、保护、营养作用,对细胞的增殖、分化有重要影响,在细胞和组织工程中,应该充分考虑细胞外基质的作用。本研究首先脱去培养板中融合培养的原代小鼠心肌成纤维细胞和成骨细胞,获得两种体外形成的细胞外基质包被的培养板,其中成骨细胞细胞外基质中含有骨形成蛋白2。然后将MC3T3-E1成骨前体细胞接种在这种培养板中,发现成纤维细胞胞外基质包被的培养板中的细胞增殖活性最高,而成骨细胞胞外基质包被的培养板中细胞的碱性磷酸酶活性、骨形成蛋白2和骨桥蛋白的相对蛋白表达量最高,细胞外钙沉积量比其他组高1倍左右。结果表明：包被在培养板上的这两种细胞外基质有不同的生物活性,成纤维细胞胞外基质可促进成骨前体细胞增殖,成骨细胞胞外基质可促进成骨前体细胞骨向分化。     

大鼠成骨细胞与基底材料粘附强度的实验研究

利用微管吸吮技术（Micropipette aspiration technique),测量Wistar大鼠成骨细胞与不同基底材料表面的切向粘附强度。发现Wistar大鼠细胞在相同基底材料表面的0－120min粘附过程中,细胞的粘附明显有两个不同的阶段。从而提示细胞在粘附过程中存在特异性和非特异性粘附两部分,并且细胞的特异性粘附大于非特异性粘附。I型胶原蛋白对细胞的粘附强度有很大影响。     

NMDA型谷氨酸受体在骨祖细胞和成骨细胞表达并介导力学信号转导

目的：鉴定骨髓间充质干细胞D1和成骨细胞MC3T3-E1、MC3T3-E1亚克隆14是否表达NMDA型谷氨酸受体（NMDAR）,并初步探讨NMDAR是否参与力学信号转导。方法：采用RT—PCR技术、免疫荧光染色技术、蛋白免疫杂交技术和体外细胞循环拉伸装置,鉴定了上述3个细胞系中NMDAR的表达情况,并初步探讨了在MC3T3-E1亚克隆14细胞系中,NMDAR在力学信号转导中的可能作用。结果：3个细胞系均表达NMDA受体亚基1（NR1）和不同的亚基2（NR2A—NR2D）。细胞微丝骨架的破坏并没有阻断力学应变诱导的c-jun、C—fos的表达上调;而阻断NMDAR后,却抑制了力学应变诱导的c-jun、C—fos和成骨细胞特异的转录因子Cbfa1／Runx2的表达上调。结论：NMDAR在骨中表达并发挥功能,参与了骨的力学信号转导过程。     

组织工程中应力对骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞的影响

骨髓间充质干细胞具有自我复制、未分化的特点,并可在不同条件下分化为中胚层起源的多种细胞,是一种成体多能干细胞。就组织工程而言,良好的种子细胞是组织工程技术的关键,骨髓间充质干细胞的性质决定了其在骨组织工程领域中的重要地位。此外,骨骼系统属于机体的运动系统,承担体重是骨骼的重要功能之一;而且,人体内几乎所有的细胞都会受到力学因素的影响,故有必要研究力学因素对骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞的作用,为骨髓间充质干细胞的体外扩增、诱导分化及培养提供一种新途径。     

谷氨酸信号通路及其在骨力学信号转导通路中潜在的功能

自在中枢神经系统中发现谷氨酸发挥功能以来,谷氨酸受体及其在突触内膜偶联的信号通路,就成为神经系统研究的重要内容。近年的研究显示,谷氨酸受体及其胞内信号通路在包括骨在内的非神经组织中表达和发挥功能,在骨细胞中有表达谷氨酸受体、转运子的证据,因而有假说认为谷氨酸成了骨中力学信号潜在的转导子,但还缺乏有利的证据支持。简要综述了谷氨酸信号通路及其在骨中的功能,并就其在骨力学信号转导中潜在的功能和作用机制进行了探讨。     

军事医学科学院卫生装备及其关键技术的研究进展与发展展望

卫生装备及其关键技术研究主要开展卫生防护防疫技术与装备和生物医学工程研究.本文介绍了军事医学科学院在机动医疗平台技术与装备、急救器材与包装工程、血/液/氧保障技术与装备、生物侦检防护技术与装备、生物医学材料与装备、生物力学与组织工程、医用电子技术与装备等领域的研究进展,并展望了卫生装备及其关键技术研究未来的发展前景.     

周期应变对动脉平滑肌细胞分泌血管紧张素II的影响

应用自行设计的硅胶膜伸张加载装置对培养于硅胶膜上的Ｗｉｓｔａｒ 大鼠主动脉平滑肌细胞施以周期性二维伸张应变（ 最大伸长比：纵向０ ．７ ％ ,横向０ ．３ ％ ） ,运用放射免疫沉淀法对其ＡｇＩＩ 的分泌量进行测定, 结果表明： 加载组血管紧张素ＩＩ 分泌量明显高于对照组（Ｐ＜ ０ ．００１ ,２ｈ ,１０ｈ 除外） ,对照组分泌曲线较平坦,而加载组曲线较尖锐;加载４ｈ ,ＡｇＩＩ分泌量达到峰值（２１９ ±２０ ．０ｐｇ／１０５ｃｅｌｌｓ） 。结合形态观察,表明力学信号能对主动脉平滑肌细胞的行为产生明显影响     

周期应变对动脉平滑肌细胞分泌血管紧张素II的影响

应用自行设计的硅胶膜伸张加载装置对培养硅胶膜上的Ｗｉｓｔａｒ大鼠主动脉平滑肌细胞施以周期性二维伸张应变,运用放射免疫沉淀法对其Ａｇ１１的分泌量进行测定,结果表明：加载组血管紧张素Ⅱ分泌量明显高于对照组,对照组分泌曲线较平坦,而加载组曲线较尖锐;加载４ｈ,ＡｇⅡ分泌量达到峰值。