流体剪应力对成骨细胞OPG和ODF表达的影响

通过平板流动腔装置对大鼠成骨细胞施以流体剪应力,研究剪应力作用对成骨细胞中骨保护因子(osteoprotegerin,OPG),破骨细胞分化因子(osteoclast differentiation factor,ODF)基因表达的影响.分别考察了剪应力大小和作用时间,以及单一水平和梯度变化的剪切力加载方式的影响.运用RT-PCR和蛋白质印迹技术检测OPG、ODFmRNA和蛋白质表达的变化,结果显示,剪切力作用下OPG的表达得到促进,ODF的表达受到抑制,mRNA与蛋白质表达的变化一致,这种影响与剪切力的大小和作用时间有关.1.0和1.5N/m2的剪应力作用效果比0.5N/m2明显,梯度变化的作用方式在作用效果上与最后一个梯度水平相当的恒定剪应力单独作用没有显著差异,在加载的24h内剪应力对OPG、ODF表达的影响始终存在.这种影响使得OPG/ODF的平衡向着OPG占优的方向发展,这种变化意味着骨吸收会受到抑制,提示力学刺激可能通过OPG/ODF调控系统对骨代谢平衡进行调控.     

组织工程研究的进展

组织工程从提出到现在不过10年的历史,但在世界范围内引起高度重视,许多国家已将它列为“经济的新增长点”,投入了相当的人力和财力进行研究,成果斐然.我国也有相关的研究课题开始运行.第二届组织工程学会于1998年在美国召开,会上发表了组织工程的最新研究成果.作为抛砖引玉,总结了有关组织工程研究的进展,并提出保证工程组织的功能化是值得深入研究的问题.     

3个温带阔叶树种根系长期分解速率研究

根系分解对土壤碳固持和养分长期有效性具有重要意义,但目前对根系的长期分解模式仍知之甚少。比较3个温带阔叶树种不同直径根系7 a分解动态,可为生态过程模型提供数据支撑。在帽儿山生态站采用分解袋法对白桦（Betula platyphylla）、春榆（Ulmus davidiana var.japonica）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）的5个直径等级（< 1 mm）、（1-2 mm）、（2-5 mm）、（5-10 mm）、（10-20 mm）根系进行了7 a野外分解实验。重复测量方差分析表明：时间、树种、直径与树种交互作用、树种与时间交互作用显著影响根系质量保持率。根系质量保持率随时间呈指数下降趋势,7 a间根系经历早期快速分解和后期慢速分解两个阶段,实验结束时根系仍剩余相当部分的初始质量（24%-56%）。利用Olson指数衰减模型估计各树种根系分解系数发现：白桦根系分解系数与根直径间具有显著的线性正相关关系,水曲柳具有显著对数正相关关系,春榆的关系不显著。3个树种短期分解系数均高估根系分解速率,而且不能完全代表长期分解系数的种内、种间差异。研究结果对理解根系长期分解速率随直径变化模式提供了数据支撑。     

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.     

成梯度增加的流体流动剪切力促进明胶基底上人脐静脉内皮细胞粘附

采用脉动平板流动腔 (flowchamber)系统 ,研究了的单水平流动剪应力加载 ,和从 5或 7.5dyne/cm² 开始的成梯度增加至 1 0或 1 5dyne cm² 的流动剪应力加载 ,在 5h、1 0h、2 4h对生长在明胶基底上的人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)粘附性的影响 ,探讨了梯度增加的流动剪切力加载对细胞粘附能力的促进作用。实验结果表明 :与 7.5dyne cm² 的单一水平的加载相比 ,成梯度增加的流动剪切力可明显提高HUVEC在明胶基底上的粘附 ,增加HUVEC对流动剪应力的耐受程度 ,有利于引起HUVEC转变成与在体相同的形态和排列。     

成梯度增加的拉伸刺激对成骨细胞胶原合成的影响

使用四点弯曲加载装置研究机械拉伸对成骨细胞胶原合成的影响,在生理应变范围（500～1 500 με）研究了不同加载时间、不同应变水平对成骨细胞胶原合成的影响.发现在500 με下的拉伸刺激提高了成骨细胞合成胶原的能力,而在1 000 με和1 500 με下的拉伸刺激使成骨细胞的胶原合成受到了明显抑制（P＜0.01）.设计了应变成梯度增加的加载方式：使细胞在500 με加载一段时间后,将应变增加到1 000 με加载同样长的时间,最后将应变增加到1 500 με加载同样长的时间.在梯度加载实验中发现,成骨细胞接收到有利于其胶原蛋白合成的信号时,大量地吸收用于合成胶原的脯氨酸,当力学刺激变为抑制信号时,储存在胞内的³H-脯氨酸又重新释放回溶液中.说明在应变逐渐增加的加载过程中,细胞会进行自我调节以适应新的机械刺激.     

肌动蛋白的原子力显微镜研究

原子力显微镜 (AFM )是一种能够在生理条件下对生物大分子、活细胞表面以及细胞膜下结构进行在体或离体研究的强有力的新型工具 ,具有原子级的成像分辨率和纳牛顿级的力测定功能。目前原子力显微镜已被广泛地应用于生物大分子、超分子体系的结构解析、动力学过程观察 ,分子力学研究及细胞功能鉴定。原子力显微镜能够通过尖锐探针扫描待测样品表面 ,收集被测样品表面地貌坐标数据从而对单分子或细胞进行成像或操作 ,并能通过移动探针、记录探针与样品之间的作用力 ,对生物大分子 (蛋白质、核酸和多糖等 )的结构力学特性进行分析以获取分子构象、功能及其相互关系的有用信息。肌动蛋白是一种细胞内普遍存在 ,具有广泛、复杂生理功能的重要蛋白质 ,原子力显微镜的各项功能已广泛地用于肌动蛋白结构、功能及动力学研究。通过综述原子力显微镜在肌动蛋白研究中的应用 ,阐明了原子力显微镜在现代生命科学研究中的重要意义及巨大应用前景。     

内皮细胞电压门控钙离子通道及其功能研究进展

内皮细胞（endothelial cell,EC）作为不可兴奋细胞,早前通常被认为缺乏功能性电压门控钙离子通道（voltagegated calcium channel,VGCC）,如人脐静脉内皮细胞、牛肺动脉内皮细胞、牛主动脉内皮细胞等。随着膜片钳技术、荧光显微技术、聚合酶链式反应（PCR）技术的发展,越来越多的VGCC在各种内皮细胞中被发现,如人主动脉内皮细胞、大鼠主动脉内皮细胞、大鼠肺微血管内皮细胞等。目前对于VGCC存在与否主要有3种检测方法:利用膜片钳技术对离子通道电流的检测、利用荧光显微技术对胞内钙离子浓度变化的检测、利用PCR技术对离子通道基因或蛋白质表达的检测。内皮细胞不单单是血液和其他相邻组织细胞及基质蛋白间的物理屏障,更重要的是通过细胞膜上VGCC的开放和关闭对细胞和血管组织的生理变化产生显著的影响。一方面,VGCC对胞内钙离子浓度变化的影响,控制着一氧化氮（NO）等血管舒张因子的释放,调节血管张力的平衡。另一方面,作为钙离子内流重要途经的VGCC,经过Ras和MEK通路的诱导、磷酸化PI3K和Akt通路,影响内皮细胞迁移和增殖。此外,部分生理现象,如血管内压力产生...