不同温度下成骨细胞增殖及其OPG/RANKL mRNA表达的影响

目的:探讨不同温度下对小鼠成骨细胞MC3T3-E1的增殖以及OPG/RANKL表达水平的影响。方法:1.以小鼠成骨细胞MC3T3-E1为体外实验模型,MTT法检检测细胞的增殖情况。2.RT-PCR方法检测MC3T3-E1OPG/RANKL mRNA的表达水平。结果:设定对照组为37℃,高于对照组(38℃-39℃-40℃-41℃-42℃)分别作用于MC3T3-E1细胞1小时/天,连续1周,可刺激细胞增殖,OD值显著增加(P<0.05)。同时可增加OPG mRNA表达,降低RANKL mRNA表达,呈温度梯度依赖性。结论:热刺激促进MC3T3-E1细胞增殖,同时通过调节OPG/RANKL mRNA的表达,直接促进骨形成,抑制骨吸收。     

PGE2抑制肿瘤坏死因子诱导的成骨细胞凋亡

前列腺素E2(PGE2)通过自分泌或旁分泌方式调节成骨细胞的增殖和分化。本文以小鼠原代成骨细胞和成骨样细胞MC3T3-E1为实验材料,研究了PGE2对肿瘤坏死因子α(TNF-α)诱导的成骨细胞凋亡的调节作用。检测发现,振荡型流体剪切力(OFSS)刺激可诱导成骨细胞内环氧合酶2(COX-2)表达升高,进而促进PGE2合成,并抑制TNF-α诱导的成骨细胞凋亡。COX-2选择性活性抑制剂NS-398显著促进TNF-α诱导的成骨细胞内半胱天冬酶3(caspase-3)的激活,且呈时间依赖性。Hoechst 33258/PI染色检测发现,NS-398促使TNF-α诱导的成骨细胞膜通透性进一步增强,核染色质浓缩加剧,而PGE2可显著抑制这一效应。Caspase-3活性检测证实,NS-398显著促进TNF-α诱导的成骨细胞内caspase-3活性增强,外源性PGE2可有效对抗该效应。这些结果表明,内源性和外源性PGE2可抑制TNF-α诱导的成骨细胞凋亡发生。     

高糖通过线粒体途径诱导成骨细胞凋亡

线粒体途径是细胞凋亡的重要途径之一. 在特定的刺激下,例如高糖条件,可以通过caspase依赖性和非依赖性两种途径诱导多种细胞凋亡.但线粒体凋亡途径在高糖引起成骨细胞凋亡中所起的作用,目前尚不清楚.本研究证明,高糖可以通过线粒体凋亡途径诱导成骨细胞凋亡.Annexin V-FITC/PI流式细胞学检测显示,高糖可诱导MC3T3-E1细胞凋亡.Western印迹检测发现,不同浓度D-葡萄糖（11,22,33 mmol/L）可以引起线粒体中Bax蛋白表达的增加,使Bax蛋白由细胞质中易位到线粒体,激活了线粒体凋亡途径.JC-1荧光探针检测证实,高糖处理成骨细胞后,线粒体膜电位明显降低,表明线粒体途径被激活.而细胞质中的细胞色素c、凋亡诱导因子（AIF）表达增加,细胞色素c和AIF从线粒体中释放到细胞质中,释放到细胞质中的细胞色素c使caspase-3、caspase-9剪切活化,从而激活了caspase依赖性凋亡途径.因此,线粒体凋亡途径可能是高糖诱导成骨细胞凋亡过程中一个重要的途径.     

高浓度葡萄糖通过p38MAPK-TXNIP/TRX-ROS通路抑制MC3T3-E1 细胞成骨分化

目的：研究高浓度葡萄糖抑制MC3T3-E1细胞成骨分化的机理。方法：建立MC3T3-E1 细胞成骨分化诱导体系,观察不同浓 度葡萄糖（5.5mM 和22mM）对MC3T3-E1 细胞成骨分化的影响;用不同浓度的p38 MAPK 抑制剂Fr167653（0.1 滋M、1.0 滋M 和 10 滋M）进行药物干预,观察MC3T3-E1 细胞在22mM葡萄糖浓度下成骨分化的变化情况。通过钙含量检测、Real time PCR 检测 相关分化的变化;用Western Blot 方法检测MC3T3-E1 细胞分化过程中p38 MAPK 磷酸化状态、TXNIP 表达水平的变化;使用胰 岛素二硫键还原法检测细胞内TRX活性水平;使用活性氧检测试剂盒检测细胞内自由氧生成水平。结果：体外诱导条件下,高浓 度（22mM）葡萄糖通过升高p38 MAPK 磷酸化水平,上调TXNIP 表达水平,同时降低TRX 活性,使细胞内自由氧生成增加,抑制 MC3T3-E1 细胞的成骨分化;Fr167653通过抑制p38 MAPK 磷酸化,下调TXNIP 表达同时升高TRX活性,抑制细胞内自由氧生 成,解除高浓度葡萄糖对细胞成骨分化的抑制作用。结论：高浓度葡萄糖通过p38 MAPK-TXNIP/TRX-ROS 信号通路抑制 MC3T3-E1细胞成骨分化。     

高浓度葡萄糖通过p38MAPK-TXNIP/TRX-ROS通路抑制MC3T3-E1细胞成骨分化

目的：研究高浓度葡萄糖抑制MC3T3-E1细胞成骨分化的机理。方法：建立MC3T3-E1细胞成骨分化诱导体系,观察不同浓度葡萄糖（5.5mM和22mM）对MC3T3-E1细胞成骨分化的影响;用不同浓度的p38 MAPK抑制剂Fr167653（0.1μM、1.0μM和10μM）进行药物干预,观察MC3T3-E1细胞在22mM葡萄糖浓度下成骨分化的变化情况。通过钙含量检测、Real time PCR检测相关分化的变化;用Western Blot方法检测MC3T3-E1细胞分化过程中p38 MAPK磷酸化状态、TXNIP表达水平的变化;使用胰岛素二硫键还原法检测细胞内TRX活性水平;使用活性氧检测试剂盒检测细胞内自由氧生成水平。结果：体外诱导条件下,高浓度（22mM）葡萄糖通过升高p38 MAPK磷酸化水平,上调TXNIP表达水平,同时降低TRX活性,使细胞内自由氧生成增加,抑制MC3T3-E1细胞的成骨分化;Fr167653通过抑制p38 MAPK磷酸化,下调TXNIP表达同时升高TRX活性,抑制细胞内自由氧生成,解除高浓度葡萄糖对细胞成骨分化的抑制作用。结论：高浓度葡萄糖通过p38 MAPK-TXNIP/TRX-ROS信号通路抑制MC3T3-E1细胞成骨分化。     

三维回转骨细胞条件培养基对成骨细胞功能的调节作用

骨细胞是骨组织中主要的力学感受器.研究失重条件下骨细胞对效应细胞的调控作用对于揭示失重引起的骨丢失机制具有重要意义.本研究拟采用三维回转器模拟失重,探讨模拟失重骨细胞条件培养基(RCM)对成骨功能的调节作用.小鼠骨细胞系MLO-Y4三维回转培养72h后,收集回转条件培养基(RCM)和未回转对照组的条件培养基(CCM),用四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法、对硝基苯磷酸(pNPP)法和流式细胞术(FCM)分别检测RCM对小鼠成骨样细胞系MC3T3-E1增殖、周期及细胞分泌碱性磷酸酶(ALP)活性的影响.采用RT-PCR方法检测RCM对MC3T3-E1成骨相关基因表达的影响.结果显示,三维随机回转72h后的MLO-Y4RCM可促进MC3T3-E1增殖:条件培养基培养MC3T3-E124h和48h后,50%RCM组比CCM组分别增加了1.62和1.60倍,差异显著(*P0.05),培养72h后,100%RCM组比CCM组增加了1.69倍,差异显著(*P0.05);细胞周期检测结果表明,条件培养基培养24、48和72h后,RCM组部分恢复CCM引起的MC3T3-E1细胞周期阻滞;MC3T3-E1的ALP活性在RCM组和CCM组之间无差异;RT-PCR检测结果表明,100%MLO-Y4条件培养基培养MC3T3-E148h后,降低了成骨相关基因ALP、Runx2、OPN、OC的表达.差异显著(*P0.05,**P0.01,***P0.001).实验结果表明,三维随机回转模拟失重培养骨细胞72h后的条件培养基促进了成骨细胞增殖,抑制了成骨相关基因表达.     

甲状旁腺激素对成骨细胞中ClC-3 氯通道表达及成骨分化影响的研究

目的:观察甲状旁腺激素(PTH)对成骨细胞中Cl C-3氯通道表达及成骨分化影响,初步探索Cl C-3介导PTH在细胞成骨分化中的作用。方法:采用10-8M、10-9M、10-10M PTH持续刺激和间断刺激MC3T3-E1细胞72 h后,通过CCK-8试剂盒法检测MC3T3-E1细胞的增殖情况,Real-Time PCR法检测MC3T3-E1细胞中Clcn3及成骨相关基因Alp、Runx2的表达情况,免疫荧光法检测10-9M PTH不同给药方式下对Cl C-3蛋白表达的影响。结果 :经不同浓度PTH连续和间断处理72 h后,结果显示10-9 M PTH间断刺激的MC3T3-E1细胞的增殖能力最强,且其Alp、Runx2 m RNA表达均高于10-8 M组和10-10 M组(P<0.05),而相同浓度间断刺激的MC3T3-E1细胞成骨相关基因的表达均高于持续刺激组,以10-9M间断刺激组差异最显著(P<0.05),而10-8 M和10-10M均无统计学差异(P>0.05),10-9 M PTH刺激的MC3T3-E1细胞中Cl C-3蛋白表达也显著增加(P<0.05)。结论 :成骨细胞的Cl C-3氯通道能够响应PTH的刺激发生变化,并伴随着成骨相关基因Alp、Runx2表达的增强。     

锌协同三羟异黄酮对成骨细胞MC3T3-E1的影响

目的:观察锌协同三羟异黄酮对成骨细胞MC3T3-E1增殖、细胞中碱性磷酸酶(ALP)含量、骨形成蛋白-2(BMP-2)表达的影响,探讨锌协同三羟异黄酮对骨质疏松的防治作用.方法:采用四甲基偶氮噻唑蓝比色法检测(1×10-7)mol/L、(1×10-6)mol/L、(1x 10-5)mol/L、(1×10-4)mol/L的三羟异黄酮以及与(1×10-5)mol/L锌联合作用时对MC3T3-E1增殖的作用;应用Western blot法检测三羟异黄酮与锌联合作用前后,成骨细胞中BMP-2蛋白的表达水平,用比色法检测MC3T3-E1中ALP的含量.结果:锌与三羟异黄酮单独作用或协同作用于MC3T3-E1细胞,其增殖率随着三羟异黄酮浓度的增加和作用时间的延长而升高,(1×10-5)mol/L的三羟异黄酮协同(1×10-5)mol/L的锌作用72h,其细胞增殖率为(160.1±14.3)%.细胞中的LP含量及BMP-2的表达也随着三羟异黄酮浓度的增加及作用时间的延长而增加.三羟异黄酮和锌联合作用后,对ALP活性的增强、BMP-2表达的增加作用均较各自单独作用时更为明显(P＜0.05).结论:三羟异黄酮与锌协同作用表现出雌激素效应,可通过促进骨形成蛋白的合成从而促进成骨细胞的增殖、增加骨量.     

牙源性间充质干细胞对成骨前体细胞成骨分化的影响

目的:探讨牙源性间充质干细胞对成骨前体细胞成骨分化的影响.方法:将小鼠成骨前体细胞MC3T3-El分为两组,观察组为牙源性间充质干细胞与MC3T3-E1细胞共培养,对照组为单一MC3T3-E1细胞培养.采用CCK-8法检测细胞增殖水平,采用酶联免疫法检测碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)活性...     

小鼠前成骨细胞MC3T3-E1在自组装多肽水凝胶支架中的成骨分化

目的研究MC3T3-E1细胞在自组装多肽水凝胶支架上的生长和成骨分化.方法在多肽水凝胶支架RADA16上接种MC3T3-E1细胞,荧光染色观察细胞形态和存活情况;组织化学染色检测MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶活性以及细胞外钙质沉积;RT-PCR分析成骨特异性基因的表达.结果 MC3T3-E1细胞在水凝胶支架RADA16上粘附铺展良好,呈纺锤样形态.诱导培养后支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达和矿化基质沉积.此外,骨分化特异性基因骨桥蛋白和骨涎蛋白也有表达,且表达量随培养时间的延长而增多.结论 在自组装水凝胶内MC3T3-E1细胞可向成骨方向分化,并能在凝胶内产生矿化的细胞外基质.     

骨样细胞MLO-Y4与成骨样细胞MC3T3-E1生物学特性的比较

分别采用倒置显微镜观察法、细胞计数法、RT-PCR法、磷酸对硝基苯酚法(PNPP法)和ELISA法来比较小鼠骨样细胞MLO-Y4与小鼠成骨样细胞MC3T3-E1的细胞形态、增殖、相关基因的表达和分泌功能的差异。结果显示MC3T3-E1细胞呈长梭形,具有少量短的突触;而MLO-Y4细胞呈星状或树枝状且具有很多长的突触。MC3T3-E1细胞的增殖能力强于MLO-Y4细胞,两者的倍增时间分别是18 h和20 h。MC3T3-E1细胞中原癌基因c-fos和骨桥蛋白基因OPNmRNA的表达明显高于MLO-Y4细胞,而骨钙素基因OCmRNA的表达则是MC3T3-E1细胞远低于MLO-Y4细胞,白细胞分化抗原44基因CD44 mRNA在两种细胞中的表达差异不明显。ALP的分泌在MC3T3-E1细胞中高于MLO-Y4细胞,NO的分泌在两种细胞中没有显著性差异,M-CSF在MLO-Y4细胞中的分泌较高。由此可见骨样细胞MLO-Y4与成骨样细胞MC3T3-E1在形态、ALP和MCSF分泌及c-fos、OPN和OCmRNA表达方面差异明显。     

流体剪切力对成骨细胞LEF-1蛋白表达的影响

目的：探讨MC3T3-E1细胞在流体剪切力作用下LEF-1的表达。方法：通过流体剪切加载系统对MC3T3-E1爬片细胞施加12dyn/cm的流体剪切力,分别作用0h,2h,4h,8h,12h,用RT-PCR方法检测细胞受力前后LEF-1 mRNA表达的变化;应用免疫荧光双标记法检测不同时间点流体剪切力作用下MC3T3-E1细胞中的LEF-1 mRNA表达改变。结果：RT-PCR和免疫荧光双标记法的结果表明12dyn/cm 8h流体剪切力作用下的MC3T3-E1细胞LEF-1 mRNA的表达较其它各组明显增强。结论：通过流体剪切力力学刺激,激活了成骨细胞LEF-1/TCF1转录活动,LEF-1 mRNA的表达增强可能是成骨细胞经典Wnt信号通路对剪切应力的应答反应。     

联合补充维生素D、胶原肽和钙对成骨细胞发育的影响研究

目的：观察联合补充维生素D、胶原肽和钙对MC3T3-E1成骨细胞增殖及对骨保护素细胞内核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of NF-κB ligand,RANKL）、骨保护素（Osteoprotegerin,OPG）基因表达的影响。方法：α-MEM培养基培养MC3T3-E1细胞。检测Ca2+（20 μg/mL）、维生素D（0、10-12、10-11mol/L）、胶原肽（0、50、100μg/mL）三者交互作用剂量对MC3T3-E1细胞增殖的作用及RANKL、OPG mRNA表达。结果：维生素D、胶原肽和钙交互剂量作用下细胞增殖水平无明显差异。维生素D联合钙能够明显降低RANKL mRNA表达水平,提高OPG mRNA表达水平,降低RANKL/OPG比值。而胶原肽联合钙对RANKL以及 OPG mRNA表达无明显影响。结论：维生素D联合钙可通过抑制小鼠成骨细胞RANKL mRNA表达、促进OPG mRNA表达,从而促进骨的形成,抑制骨的吸收。维生素D和钙联合补充胶原肽,对成骨细胞RANKL,OPG mRNA表达并无明显影响。     

MC 3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖和分化

用原位合成纳米羟基磷灰石的方法制备多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架;在支架上接种MC3T3-E1细胞,瑞氏染色检测细胞形态,MTT法检测其增殖情况;在诱导培养基中培养30d后,碱性磷酸酶染色比较其分化水平;定量检测细胞的碱性磷酸酶活性;RT-PCR检测成骨相关基因的表达情况。实验结果表明:MC3T3-E1细胞在纳米级羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上粘附铺展良好,其增殖率显著高于培养于纯壳聚糖支架上的细胞。碱性磷酸酶染色表明复合支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达。进一步定量检测细胞的碱性磷酸酶活性,结果说明在复合支架上细胞比纯壳聚糖支架上培养的细胞碱性磷酸酶活性提高了约8倍。此外,骨分化相关特征基因骨桥蛋白OPN在复合支架上培养的细胞中的表达水平也明显高于纯壳聚糖上培养的细胞。分化成熟标志基因骨钙素OC在复合支架上培养的细胞中有表达,但是纯壳聚糖支架上培养的细胞中却未检测到。支架中纳米羟基磷灰石的加入不仅提高了前成骨细胞在复合支架上的增殖,而且还促进了它的分化。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表现出良好的生物相容性和生物活性,是极具前景的骨组织工程支架材料。     

重组人BMP-2生物活性的鉴定

目的鉴定在大肠杆菌中表达的重组人骨形态发生蛋白2（recombinant human bone morphogeneticprotein-2,rhBMP-2）的生物学活性。方法构建重组人BMP-2的原核表达质粒,在大肠杆菌中诱导表达目的蛋白,纯化复性后,采用细胞及动物实验对其生物活性进行鉴定。结果细胞实验表明,重组人BMP-2具有诱导MC3T3-E1前成骨细胞向成骨细胞分化的特性。动物实验显示,重组人BMP-2在大鼠肌肉内具有诱导异位成骨功能。结论制备的重组人BMP-2具有较好的生物学活性。     

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。     

土鳖虫水溶性成分与脂溶性成分对MC3T3-E1成骨细胞增殖活性的影响

为研究土鳖虫脂溶性成分及水溶性成分对MC3T3-E1成骨细胞增殖活性的影响,将土鳖虫粉用索氏提取法制得石油醚和乙酸乙酯提取物,采用冻融法在不同温度下处理获得不同温度水提物,以噻唑蓝(MTT)法进行细胞增殖活性检测.结果发现,土鳖虫索氏提取物对成骨细胞生长有抑制作用(P＜0.05).土鳖虫的25℃水提物对成骨细胞有促增殖...     

MC 3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖和分化

用原位合成纳米羟基磷灰石的方法制备多孔纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架;在支架上接种MC 3T3-E1细胞,瑞氏染色检测细胞形态,MTT法检测其增殖情况;在诱导培养基中培养30d后,碱性磷酸酶染色比较其分化水平;定量检测细胞的碱性磷酸酶活性;RT-PCR检测成骨相关基因的表达情况。实验结果表明：MC 3T3-E1细胞在纳米级羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上粘附铺展良好,其增殖率显著高于培养于纯壳聚糖支架上的细胞。碱性磷酸酶染色表明复合支架上的细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达。进一步定量检测细胞的碱性磷酸酶活性,结果说明在复合支架上细胞比纯壳聚糖支架上培养的细胞碱性磷酸酶活性提高了约8倍。此外,骨分化相关特征基因骨桥蛋白OPN在复合支架上培养的细胞中的表达水平也明显高于纯壳聚糖上培养的细胞。分化成熟标志基因骨钙素OC在复合支架上培养的细胞中有表达,但是纯壳聚糖支架上培养的细胞中却未检测到。支架中纳米羟基磷灰石的加入不仅提高了前成骨细胞在复合支架上的增殖,而且还促进了它的分化。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表现出良好的生物相容性和生物活性,是极具前景的骨组织工程支架材料。     

小鼠RNA干扰RelA基因慢病毒载体的构建与鉴定

目的:构建小鼠Rel A基因的RNA干扰慢病毒载体,转染小鼠成骨样细胞并鉴定。方法:针对小鼠Rel A基因序列,设计特异性的sh RNA序列,应用基因重组技术插入慢病毒载体GV-248。得到的重组质粒转化感受态大肠杆菌DH5α,筛选得到阳性克隆并扩大培养。所得质粒进行测序分析确定载体构建成功。重组质粒载体及包装辅助质粒转染293T细胞,得到目的病毒并测定相应病毒滴度。慢病毒转染MC3T3-E1细胞后,Real-time PCR及Western blot检测MC3T3-E1细胞Rel A基因及成骨相关基因ALP、OCN、RANKL的表达。结果:成功构建小鼠Rel A基因的RNA干扰慢病毒载体,感染MC3T3-E1细胞后,Rel A基因的表达明显受到抑制,同时RANKL基因表达水平明显下降,ALP、OCN基因表达水平明显上升。结论:成功构建了小鼠Rel A基因的RNA干扰慢病毒载体。当小鼠成骨细胞Rel A基因表达被干扰,NF-κB通路被抑制后,小鼠成骨细胞成骨相关基因ALP、OCN的表达明显上升,成骨功能增强;同时RANKL的表达明显下降,其介导的破骨细胞骨吸收功能减弱。     

3D水凝胶压应力模型建立及压应力对成骨细胞的影响

目的:通过建立3D水凝胶细胞模型,采用不同强度、频率、时间对MC3T3-E1细胞进行机械加压干预,进而探讨促进成骨细胞生长的适宜压应力方案。方法:设计不同强度、频率、时间的压应力梯度方案对成骨细胞MC3T3-E1进行干预。加压干预结束后即刻收集细胞,对样本中的ATF4、ALP、Runx2、Osteocalcin、RANKL和RANK mRNA进行定量检测。结果:经统计学分析后发现不同强度和频率对ALP(P0.05)、Runx2(P0.01)交互作用显著。此外,4h加压Runx2的表达量比12h加压的高(P0.05);4h加压RANKL的表达量比12h加压的低(P0.05)。结论:确定了压力强度和频率后,对3D细胞水凝胶模型施加一段时间的压应力发现,以1%强度、0.5Hz频率、4h的压应力干预方案能够促进成骨细胞系的生长。