白血病抑制因子在骨骼肌损伤与肥大中的作用及其机制

白血病抑制因子(LIF)是一种肌肉因子(myokines),在损伤骨骼肌和运动后骨骼肌中高丰度表达,它可能通过JAK2和STAT3信号通路调节肌卫星细胞和成肌细胞增殖,通过PI3K信号通路抑制成肌细胞凋亡,也可以通过LIF受体信号通路调节骨骼肌局部炎症反应,同时与多种细胞因子相互作用抑制成肌细胞过早分化,从而在骨骼肌损伤修复和骨骼肌肥大中发挥重要作用。外源性补充重组LIF可促进骨骼肌损伤修复和促进骨骼肌肥大,这具有非常重要的临床应用价值。LIF可能成为治疗急性肌肉损伤和促进骨骼肌肥大的一种新手段,有关LIF在骨骼肌方面的研究也将会成为一个新的研究热点。     

血管内皮生长因子的脑保护及其机制研究进展

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种重要的血管发育调节因子,最早发现于肿瘤细胞。上世纪90年代,人们发现VEGF在神经细胞上也有广泛表达,并具有神经细胞保护作用。此外,VEGF显著促进成年哺乳动物结构性神经元再生区(constitutive neurogenic regions)和非神经元再生区(non-neurogenic regions)的神经元再生/更新(neurogenesis/regenera-tion),显示了VEGF在神经损伤性及退行性疾病治疗中的潜在意义。本文着重讨论VEGF在脑缺血损伤中的神经保护(neuroprotection)和神经修复(neural repair)及其细胞和分子机制研究进展。     

肝细胞生长因子激活因子抑制因子-1的表达与功能

肝细胞生长因子激活因子抑制因子-1（hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1,HAI-1）是一种Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制因子,定位于细胞的基底侧,具有膜型和分泌型两种形式,能有效抑制肝细胞生长因子激活因子HGFA和丝氨酸蛋白酶Matriptase的活性,参与HGF／c—Met信号传导途径调节。HAI-1在包括妊娠、再生及肿瘤等各种正常生理及病理状态下均有不同水平的表达,其表达水平的变化以及其与靶蛋白酶表达比例的变化直接影响到靶蛋白酶的活性,从而在调控个体发育、血管生成、组织损伤修复以及抑制肿瘤的侵袭性生长等生理和病理过程中发挥重要作用。     

花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶Cyp4a14基因敲除对骨骼肌损伤后再生的影响

本研究旨在探讨花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶CYP4A14在骨骼肌损伤后再生中的作用及其机制。在野生型(wildtype, WT)对照小鼠和Cyp4a14基因敲除(Cyp4a14 knockout, A14-/-)小鼠胫骨前肌注射心脏毒素(cardiotoxin, CTX)制备骨骼肌损伤模型。损伤后0、3、5和15天取双侧胫骨前肌,麦胚凝集素(wheat germ agglutinin, WGA)染色和天狼猩红染色观察损伤骨骼肌再生和纤维化程度,免疫组织化学染色观察细胞增殖相关蛋白Ki-67和巨噬细胞标志蛋白Mac-2的表达,real-time PCR检测骨骼肌中再生相关基因和炎症相关基因的表达。结果显示,损伤后15天时A14-/-小鼠的新生肌纤维横截面面积显著小于WT小鼠(P0.05),间质纤维化多于WT小鼠(P0.05)。损伤后5天时A14-/-小鼠骨骼肌中Ki-67+增殖细胞的比例少于WT小鼠,与肌母细胞分化相关基因Myod1和Myog的表达也显著低于WT小鼠(P 0.05)。损伤后3天时A14-/-小鼠骨骼肌中CD45和CD11b基因mRNA表达水平以及Mac-2+巨噬细胞比例显著低于WT小鼠(P 0.05),同时巨噬细胞分泌的促进肌母细胞增殖和分化的细胞因子IL-1β、IGF-1和SDF-1的表达也显著低于WT小鼠(P 0.05)。这些结果表明花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶CYP4A14在骨骼肌损伤后再生的过程中发挥重要作用。     

小胶质细胞极化在中枢神经系统髓鞘再生中的作用研究进展

了解中枢神经系统髓鞘损伤再生的调控机制对多种中枢神经系统脱髓鞘疾病的治疗有重要意义。近年来研究发现,中枢神经系统中小胶质细胞的不同极化形式在调控髓鞘损伤再生中起到重要作用。在一系列细胞内外信号分子的介导下,M1型小胶质细胞会分泌一些促炎因子而加重髓鞘的损伤,而M2型小胶质细胞一方面可分泌抗炎分子和吞噬损伤坏死细胞而抑制炎症反应,为髓鞘再生创造条件;另一方面还能分泌多种神经营养因子,促进髓鞘修复。此外,最近研究发现M2型小胶质细胞在一定程度上还能促进少突胶质前体细胞的成熟分化,进而促进了中枢神经系统髓鞘的再生。这些研究结果提示,促进小胶质细胞的M2型极化可能成为治疗脱髓鞘疾病的新途径。     

IGF-1基因产物的结构和功能多样化

胰岛素样生长因子-1(IGF-1)基因包含6个外显子,具有转录和翻译产物多样化的特点,原因在于存在多个转录起始位点的选择性应用,转录产物的选择性剪接,以及不同多聚腺苷酸化位点的使用.长期以来人们普遍关注由外显子3和4编码的循环型IGF-1在生长发育中的作用,最近对肌肉、神经等组织自分泌/旁分泌的局部型IGF-1研究发现,选择性剪接产生的IGF-1变体具有外显子5和6编码的延伸肽(E肽),并表现出特殊的生物学功能,如IGF-1Ea、IGF-1Eb(MGF)及其E肽在骨骼肌、心肌、神经等组织中表现出促进生长和损伤修复的功能,这些特殊功能可能通过细胞表面的一种特殊E肽受体介导.     

巨噬细胞剔除可通过调控损伤骨骼肌炎症和氧化应激水平损害骨骼肌再生

本研究旨在探索巨噬细胞在骨骼肌损伤修复中的作用及其机制。将小鼠随机分为损伤组、未损伤对照组、剔除组和剔除对照组。损伤组和剔除组小鼠用钝物击打构建骨骼肌挫伤模型,剔除组和剔除对照组小鼠用氯膦酸盐脂质体腹腔注射构建巨噬细胞剔除模型。骨骼肌钝挫伤后1、3、7和14 d取双侧腓肠肌,HE和Masson染色观察损伤骨骼肌再生和纤维化瘢痕愈合过程,real-time PCR及Western blotting检测骨骼肌中炎症因子、趋化因子和氧化应激因子表达变化。结果显示,骨骼肌损伤后14 d,损伤组组只存在少量再生肌纤维,而剔除组存在大量再生肌纤维,两组肌纤维直径差异具有显著性(P0.05)。伤后14 d,剔除组胶原纤维面积所占百分比显著高于损伤组(P0.01)。与未损伤对照组相比,损伤组多种促炎细胞因子、趋化因子和氧化应激因子表达均显著上调。与损伤组相比,剔除组中多种促炎细胞因子、趋化因子和氧化应激因子的表达在损伤后期(损伤后7~14 d)均显著增加。以上结果提示,骨骼肌损伤修复过程中多种炎症因子、趋化因子和氧化应激因子表达上调,剔除巨噬细胞后,上述因子的表达在损伤后期进一步上调,且骨骼肌再生能力受损,纤维化修复加剧。这些结果表明巨噬细胞在骨骼肌损伤修复过程中发挥了重要作用,炎症和氧化应激可能参与了剔除巨噬细胞损害骨骼肌再生这一过程。     

IGF-1通过SRF结合位点调节SMYD1在C2C12细胞中的表达

SMYD1是组蛋白甲基转移酶,在骨骼肌和心肌中特异表达,是调节心肌和骨骼肌发育的关键因子.虽然SMYD1的生物学功能比较清楚,但细胞外因子调节SMYD1基因表达的机制还没有报导.IGF-1能促进心肌和骨骼肌的发育、加速肌肉的损伤修复过程.通过Western印迹发现,在用IGF-1处理的C2C12细胞中,SMYD1的表达水平随处理时间逐步升高,SRF蛋白和Myogenin的表达也呈现类似的趋势.通过构建不同长度的SMYD1基因启动子荧光素酶报告基因载体,发现SMYD1基因启动子上IGF-1的应答区域位于-620～-110 bp;EMSA实验表明,SRF结合在SMYD1启动子的CArG位点,而IGF-1则能促进SRF与SMYD1启动子的结合;若将启动子上的CArG元件突变,IGF-1对SMYD1启动子的激活效应被削弱.可见IGF-1能够上调SMYD1在C2C12细胞中的表达,并且这种调控作用是部分通过调节SRF与SMYD1启动子上CArG位点的结合而实现的.此外,通过荧光素酶报告基因分析,发现SMYD1能够激活肌肉标志因子肌肉肌酸激酶(MCK)基因活性,而且与MyoD基因存在协同激活效应.因此,SMYD1可能是IGF-1的下游靶基因,SMYD1可能通过与MyoD协同作用,促进肌肉的分化。     

IGF-1对细胞凋亡的抑制调控

胰岛素样生长因子-1（insulin—like growth factor,IGF—1）是胰岛素样生长因子家族中的一种,通过与IGF-1受体相结合产生生物学效应,是通过内分泌、自分泌和旁分泌的三种途径分泌的低分子多肽。近些年来,研究发现IGF-1不仅具有胰岛素类似的功能以及介导生长激素的作用,还是多种类型细胞凋亡的一个重要抑制因子。本文就IGF-1抑制细胞凋亡的信号转导途径和IGF-1对Bcl-2家族、caspases家族以及关键转录因子的调控机制作一综述。     

IGF-1剪接变构体:力生长因子

力刺激与基因表达之间的联系是生理学研究中一个新的重要领域。从基因表达水平研究力学信号的影响有着特殊的重要意义,生物有机体的存在是基因表达的结果,而力在生命活动的整个过程发挥着作用。在骨骼肌中,力刺激诱导胰岛素样生长因子-1(IGF-1)发生选择性剪接,产生能够激活卫星细胞而使细胞增殖的力生长因子(mechano growth factor,MGF),以及能促使细胞分化而形成肌管的肌肉型IGF-1(IGF-1Ea),这两种自分泌的局部生长因子在肌肉修复与再生中起着重要作用。     

间歇低氧对大鼠骨骼肌IGF-1和myostatin基因表达的影响

目的:旨在探讨低氧对骨骼肌胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和肌肉生长抑制素(myostatin)表达的影响。方法:SD大鼠分为常氧对照组(C)、低氧暴露组(HO)、复氧1周组(H1)。于氧浓度13.6%的低氧舱内进行间歇性低氧暴露。采用RT-PCR方法测定腓肠肌myostatin mRNA和IGF-1 mRNA的表达。结果:与常氧对照组比,低氧暴露组骨骼肌IGF-1 mRNA表达显著下降,myostatin mRNA表达显著上升;与低氧暴露组比,复氧1周组骨骼肌IGF-1mRNA表达显著上升,myostatin mRNA表达显著下降。结论:低氧暴露后骨骼肌myostatin mRNA和IGF-1mRNA表达发生反向变化,提示二者可能以相反的作用共同参与低氧对肌肉生长的调控。     

力生长因子表达调节及其功能机制

力生长因子(mechano growth factor,MGF)是胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor-1,IGF-1)的选择性剪接变异体,具有力敏感性.本文综述了MGF在组织细胞中的表达、调节及其功能机制的最新研究.首先阐述了MGF在多种细胞和组织中的表达和功能,其次说明MGF表达受应力、损伤、激素、温度等多种因素的调节.综述各项研究显示,MGF不依靠IGF-1R发挥作用,而是直接激活骨骼肌卫星细胞,促肌细胞增殖,进而促骨骼肌肥大,修复受损肌肉. 通过激活Erk磷酸化促成肌细胞增殖、保护心肌细胞,上调血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1,HO-1）,激活蛋白激酶Cε(protein kinase Cε,PKCε）和NF-E2-相关因子2（NF-E2-related factor2,Nrf2 )发挥保护神经的作用.另外,MGF发挥作用还可能与Wnt/β-catenin信号有关.对MGF作用及其作用机制深入研究有助于未来MGF在临床的运用.     

Lingo-1抑制髓鞘再生的分子机制及临床应用前景

Lingo-1(leucine-rich repeat and Ig domain containing,Nogo receptor-interacting protein1)是一种选择性表达于中枢神经系统的跨膜蛋白。目前,针对髓鞘再生过程的研究发现,在中枢神经系统损伤后出现高表达Lingo-1,从而抑制损伤区少突胶质前体细胞(oligodendrocyte progenitor cells,OPCs)的分化并降低神经元的存活率,最终抑制损伤神经元的髓鞘再生。由此提示,Lingo-1可能成为促进损伤后神经修复的重要新靶点。该文就近年来关于Lingo-1对中枢神经系统髓鞘再生影响的研究及其作用机制作一简单综述。     

乙酰胆碱通过作用于α7烟碱型乙酰胆碱受体抑制大鼠小胶质细胞炎性反应

小胶质细胞是中枢神经系统中主要的免疫细胞。本研究旨在探讨乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)抑制小胶质细胞炎症反应的具体机制。原代培养Sprague-Dawley(SD)大鼠小胶质细胞,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导建立炎症反应模型,ACh处理24 h后,用Western blot检测多种炎性因子、胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)和α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7nAChR)的蛋白表达,用ELISA检测多种炎性因子和IGF-1的释放情况,用慢病毒转染沉默α7nAChR后观察ACh作用的变化。结果显示,LPS可促进小胶质细胞的激活,上调诱生型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)蛋白表达,增加白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)的表达和释放,减少神经营养因子IGF-1的表达和释放,ACh能逆转LPS的这些作用;LPS可下调小胶质细胞的α7nAChR蛋白表达,ACh逆转该作用;α7n AChR-shRNA慢病毒转染小胶质细胞后,ACh对抗LPS的作用消失。以上结果提示,ACh对抗LPS诱导的小胶质细胞炎症反应的保护作用是通过α7nAChR实现的,这为今后神经炎症疾病的治疗提供了新的治疗靶点。     

外力作为信号诱导基因的选择性剪接与力生长因子表达

许多种类的细胞都响应力信号,人们将这些细胞称为力效应细胞(mechanocyte).应力可引起细胞在基因水平或表达水平的调控,其中胰岛素样生长因子Ⅰ(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGFⅠ)是力学敏感因子.对骨骼肌的长期拉伸实验发现,IGF-Ⅰ不仅表达量受到拉伸刺激的调控,而且存在多种变异体形式,其中一种对力刺激敏感,只在拉伸作用下产生,命名为力生长因子(mechano growth factor,MGF).进一步研究发现,MGF能激活卫星细胞、促进成肌细胞增殖,在治疗肌损失、预防心肌损伤和修复神经损伤等方面有重要的作用.机械拉伸也可以使成骨细胞表达MGF,研究表明,对成骨细胞施加应变为15%的周期性拉伸刺激,细胞的IGFⅠ表达量增加,同时表达MGF剪接变异体.对MGF的深入研究可望在疾病治疗和组织工程修复领域取得广泛的应用.     

TGF-β1对Aβ1-42诱导海马神经元-小胶质细胞共培养体系中细胞因子表达和分泌的影响

目的：探讨在海马神经元和小胶质细胞共培养体系中转化生长因子-β1（TGF-β1）对β淀粉样肽1-42（Aβ_1-42）诱导的小胶质细胞激活表达和分泌细胞因子的影响。方法：将大鼠海马神经元和小胶质细胞进行共同培养,于共同培养后第5日,加入TGF-β1（5 or 20 ng/ml）,1 h后加入Aβ_1-42（5 μmol/L）,继续培养72 h后用于后续实验,Western blot法检测诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的蛋白表达;Real-time PCR和ELISA法检测肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和胰岛素样生长因子（IGF-1）的mRNA表达和分泌。结果：在共同培养的海马神经元与小胶质细胞体系中,Aβ_1-42诱导炎症因子iNOS、TNF-α和IL-1β的表达和/或分泌上调,神经营养因子IGF-1表达下调,TGF-β1预处理削弱上述Aβ_1-42的作用。结论：TGF-β1明显抑制Aβ_1-42诱导的小胶质细胞激活引起的炎性细胞因子的增加和神经营养因子的减少。     

中枢神经再生抑制因子及免疫治疗研究

成体哺乳动物中枢神经损伤后早期轴突再生失败的一个主要原因是由于髓磷脂抑制分子的存在。Nogo、髓磷脂相关糖蛋白以及少突胶质细胞髓磷脂糖蛋白等神经再生抑制因子的发现,大大促进了中枢神经再生分子机制的研究。它们均能独立通过Nogo-66受体产生对轴突再生的抑制效应,髓磷脂抑制分子及其信号转导机制的研究日益成为中枢神经再生的研究热点,髓磷脂及其信号转导分子特别是Nogo-66受体、p75神经营养素受体成为损伤后促进轴突再生、抑制生长锥塌陷的主要治疗靶点。抑制上述抑制因子及相关受体NgR或p75NTR可能有助于中枢神经损伤的修复,围绕这些抑制因子及其相关受体介导的信号转导途径,人们提出了多种治疗中枢神经损伤的新思路,其中免疫学方法尤其受到关注。     

睫状神经营养因子对体外培养骨骼肌细胞的促增殖效应

目的 :探讨睫状神经营养因子 (CNTF)对骨骼肌细胞的直接营养作用 ,从而为神经肌肉系统损伤和退行性病变的治疗提供新的思路。结果 :CNTF可以促进体外培养的L6 TG肌母细胞和新生SD大鼠原代骨骼肌细胞增殖。结论 :CNTF对体外骨骼肌细胞具有营养作用。CNTF的神经和肌肉双重营养性能使其可能在神经肌肉损伤和退行性病变的治疗上发挥重要作用。     

miR-375 在AGEs介导糖尿病血管损伤细胞中的生物学功能

目的：探讨miR-375 在血管损伤细胞中的表达及生物学功能。方法：利用基因克隆技术构建miR-375表达载体;然后将 miR-375 表达质粒转染至血管损伤细胞中,同时分别设立Huvec12对照组,血管损伤细胞组,血管损伤抑制组,Huvec12 转染 miR-375 组。24h 后收集细胞,在mRNA 和蛋白水平检测Mtpn、NFγB、profilin1、sICAM1 的表达,经荧光染色观察细胞F-actin 的 变化,再用流式细胞仪检测细胞凋亡。结果：血管损伤细胞中过表达miR-375后,在mRNA和蛋白水平靶基因Mtpn 下降,NFγB 的表达活性下降,使糖尿病血管病变的标志profilin1 下调;F-actin 表达恢复;细胞粘附因子（sICAM1）表达下降,细胞凋亡减少。 结论：初步证明miR-375 可以抑制AGEs 介导的糖尿病血管细胞损伤的发生,可能成为糖尿病血管损伤并发症基因治疗的靶点。     

IGF-1和动态微环境对脂肪干细胞向心肌细胞分化作用的研究

体外组织工程模型中,生物化学和机械信号对心肌再生起着很重要的促进作用,对人胰岛素样生长因子(IGF-1)和三维动态微环境对脂肪干细胞向心肌细胞分化过程中的促进作用进行了研究．带有IGF-1基因的质粒整合到胶原-壳聚糖支架中,脂肪干细胞接种到整合质粒的支架内,未整合质粒的支架作为对照组,心肌细胞培养基作为分化培养基,转瓶生物反应器提供动态微环境．经2周分化培养后,检测质粒在支架内释放及表达情况、细胞在支架内的活性以及心肌功能性蛋白和基因的表达．结果表明：动态微环境能促进质粒DNA的释放和转染;IGF-1可促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内增殖以及向心肌细胞分化;动态微环境可加强IGF-1的促增殖分化作用．因此,IGF-1和动态微环境能独立或相互促进脂肪干细胞在胶原-壳聚糖支架内活性,动态微环境还可强化IGF-1对脂肪干细胞的促分化作用．对体外构建工程化心肌组织进行心肌再生研究有着重要的指导意义．