丹参素抑制RANKL诱导的破骨细胞分化

目的：研究丹参素对RANKL诱导的破骨细胞分化的影响。方法：运用冲洗法从股骨、胫骨中获得小鼠骨髓源性单核巨噬细 胞用于体外RANKL 诱导的破骨细胞分化,同时,施加不同剂量的丹参素干预,经TRAP染色法在形态学上观察观,蛋白印迹法检 测蛋白水平的变化,实时定量PCR 检测mRNA 水平变化来研究丹参素对RANKL诱导的骨髓源单核巨噬细胞破骨分化的影响。 结果：①不同剂量丹参素干预组与对照组相比,TRAP 阳性破骨细胞数量得到了明显抑制（P<0.05）。②不同剂量丹参素干预组与 对照组相比,磷酸化Akt的上调量被明显的降低。磷酸化p38 MAPK,JNK和ERK 的变化则不明显。③不同剂量丹参素干预组与 对照组相比,c-fos,TRAP,CTSK 等参与破骨细胞分化的重要基因表达减少,NFATc1 变化不明显。结论：丹参素通过下调磷酸化 Akt水平的途径抑制了RANKL诱导的破骨细胞分化。     

重组可溶性核因子κB受体活化因子体外抑制甲状旁腺激素诱导的破骨细胞生成

新近发现的核因子κB受体活化因子配基（receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL）,核因子κB受体活化因子（receptor activator ofnuclear factor-κB,RANK）／护骨素（osteoprotegerin,OPG）细胞因子系统提高了对破骨细胞生物学和骨稳态分子水平的认识。RANKL与RANK之间的相互作用决定了破骨细胞的分化。本研究通过体外实验评价可溶性RANK （soluble RANK,sRANK）是否可作为RANKL的拈抗剂下调破骨细胞生成和骨吸收陷窝的形成。构建sRANK的原核表达载体,转化入大肠杆菌表达菌株Origami B（DE3）,成功表达了重组蛋白,亲和层析进行纯化。重组sRANK以剂量依赖方式抑制由甲状旁腺激素（parathyroid hormone,PTH）诱导的破骨细胞生成和骨吸收陷窝形成。RT-PCR实验证实,sRANK可显著抑制PTH刺激的小鼠骨髓细胞碳酸苷酶Ⅱ和抗酒石酸酸性磷酸酶mRNA的表达。结果表明,sRANK具有抗骨吸收功能,可能成为一种治疗以骨吸收加强为特征的骨疾病的新方法。     

紫草素抑制破骨细胞分化及改善去卵巢诱导的小鼠骨质疏松

目的:研究紫草素对破骨细胞体外分化的影响,并探讨其对去卵巢(ovariectomized,OVX)诱导的骨质疏松模型小鼠的骨保护作用。方法:体外细胞生物学实验,采用CCK-8法检测不同浓度紫草素对C57BL/6J小鼠骨髓源性单核巨噬细胞的毒性;采用RANKL和M-CSF诱导单核巨噬细胞破骨分化模型,给予不同浓度的紫草素干预后,经TRAP染色对破骨细胞进行形态学观察,并通过Real-Time PCR技术检测破骨细胞特异性基因TRAP、c-Fos和NFATc1的表达。动物体内实验,随机将15只小鼠平均分为假手术组、OVX组、治疗组。造模成功后治疗组给予紫草素干预,假手术组和OVX组以等体积生理盐水处理。连续处理30天后取胫骨,用Micro CT扫描重建观察胫骨近端骨丢失状况。结果:(1)高于250 nmol/L的紫草素显著抑制小鼠单核巨噬细胞生长(P0.01)。(2)不同浓度的紫草素干预能显著抑制体外破骨细胞形成(P0.01)。(3)不同浓度的紫草素干预能显著抑制TRAP,c-Fos和NFATc1等参与破骨细胞分化的重要基因表达(P0.01)。(4)紫草素干预能显著改善去卵巢诱导的骨质疏松模型小鼠的骨丢失(P0.05)。结论:紫草素能在体外抑制破骨细胞分化并在体内改善去卵巢诱导的小鼠骨质疏松。     

RANKL与骨重建

骨是一种动态更新的组织,它不断进行骨吸收（bone resorption）与骨形成（bone formation）的平衡,这个过程称之为骨重建（bone remodeling）．核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL）是骨吸收和骨形成耦联的关键,具有诱导破骨细胞（osteoclast, OC）生成、活化,抑制破骨细胞凋亡的作用．RANKL最初发现于活化的T细胞,但骨重建过程中RANKL主要来源于骨细胞、成骨细胞和骨髓基质细胞．RANKL/核因子κB受体活化因子（receptor activator of nuclear factor κB,RANK）/骨保护素（osteoprotegerin, OPG）信号通路在成骨细胞调控破骨细胞生成的过程中起着重要的调节作用,是维持骨重建平衡的关键．本文就RANKL及其在骨中的分子作用机制作一综述.     

随机单链DNA文库SELEX筛选寡核苷酸适配子方法的建立

指数富集配基的系统进化(SELEX)技术是一种新的组合化学技术.体外构建了一个长度为81 nt、含有35个随机序列的单链DNA(ssDNA)文库,优化了ssDNA文库扩增为双链DNA (dsDNA)文库的PCR反应条件.通过对比不对称PCR和生物素-链亲和素磁珠分离方法制备ssDNA文库的效果,确定了以生物素-链亲和素磁珠分离方法制备ssDNA.由于脱氧核糖核酸的疏水性导致ssDNA文库与硝酸纤维素滤膜的结合背景过高,因此选择以微孔板为介质,分离与靶蛋白结合的适配子.经过9轮循环筛选,随机ssDNA文库与丙型肝炎病毒(HCV)核心蛋白(C蛋白)的结合率从0.5%上升到32.5%.     

RANKL/RANK/OPG信号通路对骨代谢和血管钙化作用机制的研究现状

核因子-κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand,RANKL)/核因子-κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factor kappa B,RANK)/骨保护素(osteoprotegerin,OPG)信号通路是调节骨代谢过程中破骨细胞功能的重要通路。OPG能够与RANKL结合并阻止其与RANK结合,抑制破骨细胞生成从而抑制骨吸收,增加骨密度,改善骨质疏松。其中,RANKL/OPG的比值是骨吸收和骨形成平衡的关键。目前血管钙化已不再被看作是单纯的钙磷的被动沉积,而是由血管平滑肌细胞和内皮细胞主动参与的一种与骨形成相似的病理生理过程。在这个过程中,RANKL/RANK/OPG信号通路也起到重要作用。本文就RANKL/RANK/OPG信号通路在骨代谢和血管钙化中的作用机制进行了综述。     

适配子对人类免疫缺陷病毒的抑制作用

人类免疫缺陷病毒在机体细胞内不断复制并发生变异,以拮抗外界环境发生的变化。尽管高效抗逆转录病毒治疗方案(HAART)在治疗艾滋病方面取得了较大进展,但该疗法服用方法复杂、副作用较大及药物价格昂贵,因此仍需要开发新的方法来治疗HIV-1感染。最近备受关注的是适配子为基础的疗法。适配子具有特异性高、靶标单一和通用性等特点,可将其用于治疗多种疾病。在本文中,我们将介绍核酸适配子抗HIV-1作用的研究进展,并讨论抗HIV-1核酸适配子的应用前景及面临的挑战,为开发新的抗HIV-1药物提供理论支持。     

绝经后骨质疏松症TNF-α通过激活NF-κB促进RANKL诱导的破骨细胞形成

本研究检测了绝经后骨质疏松症妇女的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和雌激素水平,并探讨了TNF-α对破骨前体细胞RAW264.7中破骨细胞标志物核因子κB受体激活因子(nuclear factor kappa-B, RANK)、组织蛋白酶K (Cathepsin K, CTSK)和凝血酶受体激活肽(thrombin receptor activating peptide, TRAP)以及核因子-κB (NF-κB)亚基(p65)和NF-κB抑制蛋白(IκBα)的影响。研究结果表明,绝经后骨质疏松症患者的TNF-α水平显著升高,而雌二醇水平显著降低。核因子κB受体激活因子配体(receptor activator for NF-κBligand, RANKL)处理1周后,破骨前体细胞RAW264.7中破骨细胞标志物RANK、CTSK和TRAP的mRNA和蛋白高度表达。与RANKL对照组相比,TNF-α处理可上调RANK、CTSK和TRAP m RNA的表达。但是,仅TNF-α不能诱导培养的RAW264.7细胞分化为破骨细胞成。TNF-α以剂量依赖性方式诱导NF-κB亚基p65和IκBα磷酸化,而NF-κB抑制剂处理则有效降低了RANK和TRAP的表达。本研究结论表明,绝经后骨质疏松症中TNF-α通过激活NF-κB来促进RANKL诱导的破骨细胞形成。     

肿瘤坏死因子受体和配体超家族的新成员

骨原蛋白(OPG)／核因子κB受体激活剂的配体(RANKL)／核因子κB的受体激活剂(RANK)是肿瘤坏死因子受体和配体超家族成员。RANKL由成骨细胞前体／骨髓基质细胞和激活的T淋巴细胞合成,通过结合破骨细胞或树突状细胞表面的RANK受体,促进破骨细胞的形成、融合、激活和存活,并有助于树突状细胞对抗原的提呈作用,OPG作为RANKL的假受体,对此过程具有抑制作用。此外,OPG／RANKL／RANK系统在调节淋巴系统发育、哺乳期动物乳腺腺泡的形成以及大动脉钙化中也起着重要的作用,是一组多功能的细胞因子系统。     

SELEX法筛选宫颈癌前病变核酸适配子

构建随机ssDNA文库,通过SELEX技术,以正常、炎性宫颈脱落细胞为反筛细胞,以上皮内低级别病变(CIN1)、上皮内高级别病变(CIN2、CIN3)和鳞状细胞癌脱落细胞为正筛细胞,经过12轮筛选特异性适配子高度富集得到宫颈癌前病变适配子库,经特异性、亲和力分析和细胞免疫荧光确立高特异性适配子CIN-Ap4可作为诊断宫颈癌前病变生物标志物,为宫颈癌前病变分子诊断奠定理论基础,提供新思路。利用Prime Premier 5.0设计构建了随机ssDNA文库并根据文库两端固定序列设计引物,对对称PCR和间接不对称PCR中的退火温度、循环数以及上、下游引物浓度比等条件进行优化,分析确定50μL反应体系中对称PCR的最佳反应条件为:最佳退火温度为49.5℃,最佳循环数为15个循环;间接不对称PCR的最佳反应条件为:50μL反应体系中上、下游引物浓度的最佳比例为80∶1,最佳循环数为35个循环。实验结果表明成功构建了寡核苷酸文库,在最适PCR条件下可获得理想的dsDNA和ssDNA,并具有良好的重复性,为顺利筛选适配子提供保证。     

SELEX技术筛选纤维蛋白适配子的研究

目的:用纤维蛋白作为靶物质对ss DNA随机序列文库进行筛选,旨在获得高亲和力的纤维蛋白适配子。方法:在体外人工合成长度为99个核苷酸的ss DNA随机序列文库,文库中间区域为63个核苷酸的随机序列,两端为18个核苷酸的固定的引物序列;然后以羧基磁珠为介质包被纤维蛋白,利用指数级富集的配体系统进化技术(SELEX)对ss DNA随机序列文库进行反复筛选,当结合率不再提高时对筛选出的适配子进行连接、转化及测序分析。结果:羧基磁珠成功地包被了纤维蛋白,包被效率为87.65%,经15轮逐步递增压力的筛选,获得了纤维蛋白适配子群,经测序分析比对发现适配子有很好的多样性。结论:应用SELEX技术初步筛选出了亲和力较高的纤维蛋白适配子群,为下一步的鉴定及功能研究奠定了良好基础。     

RANKL-induced schlafen2 is a positive regulator of osteoclastogenesis

Osteoclasts are hematopoietic lineage derived-multinucleated cells that resorb bone. Their activity in balance with that of osteoblast is essential for bone homeostasis. Receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) is known as an essential cytokine for the osteoclastogenesis, and c-Jun signaling in cooperation with NFAT family is crucial for RANKL-regulated osteoclastogenesis. We show here that schlafen2 (Slfn2), a member of a new family of growth regulatory genes involved in thymocyte development, is critical for osteoclastogenesis. RANKL selectively induces Slfn2 expression in osteoclast precursors via Rac1 signaling pathway. Targeted inhibition of Slfn2 by small interfering RNAs (siRNAs) markedly inhibits the formation of osteoclasts by diminishing the activation of c-Jun and the expression of c-Jun and NFATc1. In contrast, the overexpression of Slfn2 markedly increased phosphorylation and transactivation of c-Jun by RANKL. Together, these results indicate that Slfn2 has an essential role in osteoclastogenesis, functioning upstream of c-Jun and NFATc1.     

The Adaptor Protein p62 Is Involved in RANKL-induced Autophagy and Osteoclastogenesis

Previous studies have implicated autophagy in osteoclast differentiation. The aim of this study was to investigate the potential role of p62, a characterized adaptor protein for autophagy, in RANKL-induced osteoclastogenesis. Real-time quantitative PCR and western blot analyses were used to evaluate the expression levels of autophagy-related markers during RANKL-induced osteoclastogenesis in mouse macrophage-like RAW264.7 cells. Meanwhile, the potential relationship between p62/LC3 localization and F-actin ring formation was tested using double-labeling immunofluorescence. Then, the expression of p62 in RAW264.7 cells was knocked down using small-interfering RNA (siRNA), followed by detecting its influence on RANKL-induced autophagy activation, osteoclast differentiation, and F-actin ring formation. The data showed that several key autophagy-related markers including p62 were significantly altered during RANKL-induced osteoclast differentiation. In addition, the expression and localization of p62 showed negative correlation with LC3 accumulation and F-actin ring formation, as demonstrated by western blot and immunofluorescence analyses, respectively. Importantly, the knockdown of p62 obviously attenuated RANKL-induced expression of autophagy- and osteoclastogenesis-related genes, formation of TRAP-positive multinuclear cells, accumulation of LC3, as well as formation of F-actin ring. Our study indicates that p62 may play essential roles in RANKL-induced autophagy and osteoclastogenesis, which may help to develop a novel therapeutic strategy against osteoclastogenesis-related diseases.     

适配子纤维蛋白靶向性验证及其抗凝活性测定

目的:验证适配子G81的纤维蛋白靶向性,评估适配子对凝血系统的影响。方法:以复钙法制备鼠源、人源体外纤维蛋白,将不同浓度Cy5.5标记的适配子溶液与之孵育,置于激光共聚焦显微镜下以固定的参数成像,用ImageJ软件进行相对荧光强度分析;将适配子G81溶液加入血浆中,通过倍比稀释法得到含浓度梯度适配子的血浆,采用SYSMEX CS-5100全自动血凝仪检测PT、APTT、TT,评估适配子G81对凝血功能的影响。结果:激光共聚焦显微镜显示适配子能与纤维蛋白结合,随着加入适配子量的增加其相对荧光强度逐渐增强,表明适配子可与纤维蛋白结合,统计分析提示荧光强度与适配子存在量效关系;人源、鼠源纤维蛋白结合的荧光强度无统计学差异(P0.05)。在抗凝活性检测中,血浆中适配子G81浓度达到200 pmoL/mL时,各浓度统计分析结果均显示P0.05,表明适配子对PT、APTT、TT的测量均没有统计学差异上的影响。结论:适配子G81具有纤维蛋白靶向性,且当加入的适配子剂量低于200 pmol/mL时对内、外源性凝血功能、凝血酶时间均无明显影响。     

In vitro selection of a DNA aptamer targeted against Shigella dysenteriae

To identify DNA aptamers demonstrating binding specificity for Shigella dysenteriae, a whole-bacterium Systemic Evolution of Ligands by Exponential enrichment (SELEX) method was applied to a combinatorial library of single-stranded DNA (ssDNA) molecules. After several rounds of selection using S. dysenteriae as the target, the highly enriched oligonucleotide pool was sequenced and then grouped into different families based on primary sequence homologies and similarities in the secondary structures. Aptamer S 1, which showed particularly high binding affinity in preliminary studies, was chosen for further characterisation. This aptamer displayed a dissociation constant (K_d value) of 23.47 ± 2.48 nM. Binding assays to assess the specificity of aptamer S 1 showed high binding affinity for S. dysenteriae and low apparent binding affinity for other bacteria. The ssDNA aptamers generated may serve as a new type of molecular probe for microbial pathogens, as it has the potential to overcome the tedious isolation and purification requirements for complex targets.     

基于量子点荧光共振能量转移（FRET）效应的裂开型CD20核酸适配体探针用于非霍奇金淋巴瘤的检测研究

目的:构建新型的基于量子点荧光共振能量转移效应的裂开型CD20核酸适配体激活式荧光探针用于非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin Lymphoma, NHL)的检测。方法:将CD20核酸适配体CE4-1进行裂解,结合量子点和Cy5荧光供受体队之间的FRET效应,利用流式细胞术,对裂开型核酸适配体的裂开位置、比例、浓度和反应时间进行优化,并在最优条件下评估该检测体系对CD20~+细胞的检测特异性。结果:将CD20核酸适配体CE4-1分别裂开成CE4-1-1a/CE4-1-1b和CE4-1-2a/CE4-1-2b两种组合,分别修饰量子点(QD)或荧光受体Cy5后两两组合,分别与CD20~+细胞孵育,流式细胞术发现CE4-1-1a/CE4-1-2b组合时信号最强;进一步,通过探索两种探针比例、探针浓度、孵育时间等参数,发现当CE4-1-1a和CE4-1-2b浓度比例为1:5、CE4-1-1a浓度为4 nM、孵育时间为50 min时,该裂开型核酸适配体体系显示出对靶肿瘤细胞最强的亲和力和FRET信号激活性能。进一步,实验发现该体系与CD20~+细胞(Raji和Ramos)可产生较强信号,而与CD20-细胞(Jurkat、K562、Min6和Hela)均未产生阳性信号,提示该探针可有效保持对CD20~+细胞的高特异性。结论:基于量子点荧光共振能量转移(FRET)效应的裂开型CD20核酸适配体探针体系在检测CD20~+细胞方面表现出了极低的背景信号,同时有着较好的FRET信号值,有望实现CD20~+NHL细胞的高灵敏激活式检测。     

EpCAM特异性适配体对胰腺癌细胞的靶向识别及促凋亡研究

目的:验证EpCAM分子特异性适配体对胰腺癌细胞的亲和性及对细胞凋亡的影响。方法:通过文献查询EpCAM分子特异性适配体,以流式细胞术验证适配体与胰腺癌PANC-1细胞的特异性亲和力;通过细胞免疫组化验证适配体与细胞结合的位点;通过流式细胞术检测适配体对细胞的凋亡影响。结果:选择文献报道的EpCAM分子特异性适配体EP166,在不破坏主要二级结构情况下做截断处理形成EP166s。通过流式细胞术验证发现EP166s与原适配体EP166均可以特异性识别胰腺癌PANC-1细胞,而与阴性对照的HEK293T细胞无特异性亲和力。细胞免疫荧光显示EP166s主要结合在细胞膜表面。凋亡检测结果发现EP166s在与PANC-1孵育12 h、24 h后均可促进细胞凋亡,且主要是细胞的早期凋亡,其所占百分比分别为12.2±0.20,27.13±0.36,而随机文库对照组的早期凋亡百分比分别为5.21±0.63,4.91±0.72;均值的配对T检验发现EP166s在孵育12 h和24 h后其早期凋亡所占百分数与随机文库组均有统计学差异,而且EP166s与细胞孵育12 h与24 h对凋亡的影响也有统计学差异,P≤0.01。结论:修饰后的适配体EP166s可以特异性识别胰腺癌PANC-1细胞,且结合位点位于细胞膜上;该适配体有促进PANC-1细胞凋亡的作用。     

研究报告: 基于Ser-SELEX技术的结肠癌血清适配体的筛选及其应用研究

目的 为了解决癌症早期诊断困难的问题，实现结肠癌的早期检测。方法 采用Ser-SELEX技术筛选了结肠癌血清的特异性适配体。通过前期结肠癌血清正筛-正常人血清反筛步骤和后期结肠癌血清正筛-其他癌症血清反筛步骤循环的方式，经过16轮筛选流程，共选取4条候选适配体，并对其进行序列分析、二级结构和三级结构模拟、特异性分析等。结果 候选适配体主要形成的结构是茎环和假结两种，qPCR法测试亲和力，K_d约为10 nmol/L，适配体与结肠癌患者血清特异性结合情况分析表明，候选适配体APT-2具有良好特异性，且此种方法检出率约为 82.5%。结论 适配体（APT-2）应用于结肠癌早期诊断具有良好的发展前景。