FGFs/FGFRs系统对骨调节的研究进展

成纤维细胞生长因子家族(fibroblast growth factors,FGFs)及其受体FGFRs系统影响骨骼发育和形成过程,FGF与细胞表面FGFR结合,激活信号通路调控多种细胞生长、分化和凋亡。骨是FGF的重要靶器官,研究表明FGFs/FGFRs系统对骨组织成骨细胞、破骨细胞、软骨细胞的增殖和分化起重要调控作用,本文就FGFs/FGFRs系统对骨组织调节研究进展进行综述。     

TGF-β超家族在软骨发生、发育和维持中的作用

转化生长因子b(Transforming growth factor b, TGF-b)超家族包括TGF-b和骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)两个亚家族。TGF-b超家族信号通路的配体、配体拮抗分子、受体、信号转导分子均在软骨内成骨过程中发挥各自独特的作用, 参与调控软骨细胞的谱系分化、增殖、成熟、凋亡和矿化。BMP信号能起始间充质细胞向软骨细胞分化并维持软骨细胞的特性, 在软骨发生过程中起主导作用; 在生长板发育的过程中, BMP信号促进软骨细胞的成熟, 促进成骨, 而TGF-b信号抑制软骨细胞的肥大分化, 维持生长板中适量的软骨细胞; TGF-b信号和BMP信号对于关节软骨的维持和修复都是不可或缺的。因此, TGF-b超家族的重要作用贯穿骨骼发育过程的始终。     

TGF—β超家族在软骨发生、发育和维持中的作用

转化生长因子β(Transforming growth factor β,TGF-β)超家族包括TGF-β和骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)两个亚家族.TGF-β超家族信号通路的配体、配体拮抗分子,受体、信号转导分子均在软骨内成骨过程中发挥各自独特的作用,参与调控软骨细胞的谱系分化、增殖、成熟、凋亡和矿化.BMP信号能起始间充质细胞向软骨细胞分化并维持软骨细胞的特性,在软骨发生过程中起主导作用;在生长板发育的过程中,BMP信号促进软骨细胞的成熟,促进成骨,而TGF-β信号抑制软骨细胞的肥大分化,维持生长板中适量的软骨细胞;TGF-β信号和BMP信号对于关节软骨的维持和修复都是不可或缺的.因此,TGF-β超家族的重要作用贯穿骨骼发育过程的始终.     

二噁英致大鼠先天骨骼发育畸形中软骨细胞的病理学改变

目的探讨大鼠骨骼发育过程中环境类致畸因子对大鼠骨骼发育的先天性致畸作用。方法应用不同剂量的环境类致畸因子-二噁英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,TCDD）构建先天性Wistar大鼠骨骼发育畸形动物模型;茜素红染色法制作并观察透明骨骼标本;采用光镜和透射电镜观察胎鼠趾骨骨化中心的软骨细胞病理学变化及细胞超微结构的改变。结果TCDD在5～15μg／kg浓度下诱导了大鼠骨骼发育畸形,畸形包括：内翻足、脊柱裂、腭裂、无尾畸形等,并存在剂量依赖性生物学效应;光镜下可见在畸形胎鼠的肢端骨化中心软骨发生带缩小,软骨细胞变性。透射扫描电镜下见软骨细胞核内粗面内质网扩张,核基质降解,线粒体嵴不规则。结论在高雌激素水平下,TCDD可以诱导大鼠骨骼发育畸形;TCDD可能通过干扰软骨细胞的形态和功能代谢,引起原发性骨化中心的结构紊乱而发挥骨骼致畸效应。     

WNT家族在脊椎动物骨骼发育中的作用机制

脊椎动物骨骼系统起源于中胚层间充质细胞,起初,这些细胞定向分化形成软骨原基,后者经软骨内骨化发育为成熟的骨骼系统。近年来,很多研究表明,WNT家族与其相关作用成分在骨发育过程中发挥了重要作用,通过在细胞分化不同阶段的正向或负向调控机制,保证了软骨细胞在特定的位置以合适的速率有序分化。在WNT家族及其作用途径的相关信号分子中,无论何种亚型或分子的异常表达都可能破坏WNT系统维系的正负平衡机制,导致骨骼系统畸形。了解WNT系统的作用机制有助于深入探究骨骼系统发生的相关调控机理。     

FGF9与FGFR3受体在骨发育与疾病中的作用

成纤维细胞生长因子9(fibroblast growth factor,FGF9)最初发现于人类神经胶质瘤细胞,是成纤维细胞生长因子家族的成员之一.研究发现FGF9在多种组织的发育及疾病的发生中起重要作用.FGF9与肝素结合活化FGFR3受体,可作用于软骨细胞,在骨骼发育及损伤过程中抑制软骨细胞增生和软骨内骨化.FGF9基因缺失或突变可分别导致骨骼发育不良或肿瘤.本文简要综述FGF9与FGFR3受体在骨发育中的作用及其致病机制的研究进展.     

培养软骨细胞再形成生长板样软骨组织的研究

分离的家兔肋软骨的生长板软骨细胞在含10%的胎牛血清的IMDM培养液中进行高密度培养。培养的软骨细胞经过增殖、分化重新构建形成了生长板样软骨组织;在组织学上,细胞的排列呈现明显的方向性,肥大细胞位于上侧、增殖细胞位于下面从而形成明显的细胞分化区带,即增殖、成熟区和肥大区,并且细胞纵向排列成柱状;在生化代谢方面,软骨细胞DNA,蛋白多糖和碱性磷酸酶的合成具有动态的严格的时间规律性,与在体生长板软骨细胞分化的进程相一致,完整地模拟了在体软骨细胞分化及其代谢的全部过程。     

Smad4介导转化生长因子-β信号调节骨骼发育和稳态维持的功能

转化生长因子-β（TGF-β）是一个包括数十种TGF-βs、骨形态发生蛋白（BMPs）等配体在内的生长因子超家族,在哺乳动物整体和组织器官发育过程中具有广泛而重要的功能。Smad4是细胞内TGF-β信号通路的核心信号转导分子。为了深入研究Smad4介导的TGF-β信号在骨骼发育过程中的生理功能,我们利用转基因技术研制了软骨细胞、肥大型软骨细胞和成骨细胞分别特异性表达Cre重组酶的转基因小鼠,利用条件基因敲除技术研制了不同类型骨骼细胞Smad4基因敲除的小鼠模型。表型分析结果揭示了Smad4在软骨细胞增殖和分化、骨重塑以及稳态维持过程中的功能以及相关的分子机制,为理解人类相关骨骼疾病的发生及其机理提供了新的线索。     

培养软骨细胞再形成生长板样软骨组织的研究

分离的家兔肋软骨的生长板软骨细胞在含１０％的胎牛血清的ＩＭＤＭ培养液中进行高密度培养。培养的软骨细胞经过增殖,分化重新构建形成了生长板样软骨组织;在组织学上,细胞的排列呈明显的方向性,肥大细胞位于上侧,增殖细胞位于下面从而形成明显的细胞分化 区带,即增殖,成熟区和肥大区,并且细胞纵向排列成柱状;在生化代谢方面,软骨细胞ＤＮＡ,蛋白多糖和碱性磷酸酶的合成具有动态的严格的时间规律性,与在体生长板软骨细     

骨骼肌卫星细胞对肉品质的影响及其分化调控

骨骼肌卫星细胞是一种肌源性干细胞, 在骨骼肌的生长、发育及肌肉损伤修复中有着至关重要的作用。肌卫星细胞通过增殖、分化融合肌纤维形成新的肌核从而导致骨骼肌纤维的肥大以及骨骼肌纤维类型的相互转化, 进而影响肉品质的形成。文章从肌纤维的发育与肉品质形成、卫星细胞分化与肌纤维特征的相关性等方面, 对卫星细胞的Notch等经典遗传信号通路和miRNA等表观遗传调控及其对肉品质的影响进行了综述。     

可“溶”人造骨问世

瑞士科学家最近开发出一种可替代断裂骨骼的人造骨，它能够让骨质细胞迅速生长，自身却随着骨质细胞的不断成熟而“溶解”，并最终给发育好的新骨骼让路。     

成纤维细胞生长因子9(FGF9)的研究进展

成纤维细胞生长因子9(fibroblast growth factor 9,FGF9)是成纤维细胞生长因子家族(FGFs)的成员之一。广泛分布于人体各种组织中,它参与骨骼发育、血管形成、胚胎发育、损伤修复、细胞凋亡、神经再生、肿瘤生长等多种生理和病理的过程,可有效促进有丝分裂和细胞生长。研究发现,FGF9不仅在骨骼发育和生长期对软骨形成和成骨生成起着重要的作用,而且对卵巢癌的发生、神经再生、性腺分化等方面也有重要的影响,对FGF9作为一个有用治疗靶点发挥作用的功能和机制仍有待进一步的发现及研究。现针对FGF9的特点,综述了其在表达及适应征机制方面的研究进展,为FGF9进一步的研究及合理开发利用提供参考。     

膳食多不饱和脂肪酸对骨细胞功能的调节

骨骼是体内唯一可以同时提供支持、运动及矿物质平衡的组织。有三种细胞参与软骨及骨骼的形成,即：软骨细胞、成骨细胞和破骨细胞。这些细胞在多种功能因子的调节下,使骨骼保持最佳的质量状态。体内内平衡机制的紊乱,尤其在老年时期,常会导致骨质的丢失或软骨损伤。为此,常采用药物方法来防止和减轻这些症状,然而,有一点常被忽略但却非常重要,那就是膳食调节的作用。本文主要讨论的是膳食多不饱和脂肪酸对骨细胞功能的调节作用。     

新疆北鲵骨骼系统及骨骼发育时序特征

为揭示新疆北鲵(Ranodon sibiricus)骨骼系统特征及骨骼发育时序规律,采用“软骨-硬骨”双染色法对2月龄、3月龄、4月龄、6月龄、1龄、2龄、3龄和9龄8个不同年龄段新疆北鲵骨骼系统进行详细观察和对比分析。结果表明新疆北鲵骨骼系统分为头骨、脊椎骨和附肢骨三大部分,共(217±1)块骨,其中头骨骨骼53块脊椎骨(48±1)块,附肢骨116块。此外,新疆北鲵头颅外形宽扁,犁骨齿排列幼体呈“/”型,成体则呈“■”型颅顶同时具有额顶囟和前颌囟,且前颌囟长与鼻骨长之比达或大于1/2,翼骨前端与上颌骨后端较接近等显著区别于其他小鲵科物种的骨骼特征,可作为种间分类重要依据。基于骨骼发育时序和骨化时间特征对比分析,北鲵骨骼数量和形态发生重大改变主要在6月龄幼体和2龄幼体两个时期。6月龄幼体的骨骼变化主要体现在头骨:新生出上颌骨、泪骨和前额骨,前颌囟形状逐渐清晰,腭骨退化,翼骨向后回缩,鳞骨向外延展。此外,腰带新生出前耻骨,暗示其进入骨骼变态发育阶段。2龄幼体的骨骼变化主要体现在舌器:第三、第四鳃弓退化,外鳃消失,暗示其变态发育接近尾声或结束。研究结果表明新疆北鲵变态发育时期从6月龄起至2...     

缺氧信号在骨中的核心作用

缺氧信号在维持氧稳态和细胞生存中起着至关重要的作用。在胚胎发育时期处于快速增殖的细胞和肿瘤组织中快速生长的细胞中都能观察到缺氧现象的存在。为了应对缺氧胁迫,生物有机体形成了一系列的调节机制。在多种调节途径中,缺氧诱导因子HIF-1和HIF-2是最主要的能够应答细胞内氧气浓度的降低而对多种基因进行调控的转录因子,与生物体的生长发育及一些疾病的发病机理都存在着密切关系。最近的研究发现在骨骼发育,骨骼的形成和再生,以及关节的形成和动态平衡的调节中HIF-1和HIF-2的具有重要作用。此外,HIF-1和HIF-2的过度表达在临床上与骨肉瘤和骨关节炎明显相关。总之,这些发现预示着缺氧的信号在骨骼的生物学及其疾病中起到中心调节的作用。     

中华大蟾蜍蝌蚪变态过程中脊椎骨化次序

两栖动物在幼体变态即由水栖到陆栖的环境转变中,骨骼系统会发生重塑。本文采用茜素红和阿利新蓝的双染色技术对不同发育阶段中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)蝌蚪变态过程中(Gosner 38~46)脊椎骨的发育进程进行了形态学研究。结果显示,在中华大蟾蜍蝌蚪Gosner 39期,椎板中线处发生融合;荐前椎Ⅱ-Ⅷ和荐椎的椎体、椎弓起始骨化发生在Gosner 42期;其次荐前椎Ⅱ-Ⅷ和荐椎的横突、底索和荐后椎Ⅰ开始骨化;荐后椎Ⅱ骨化最晚;在Gosner 46期,尾杆骨最终形成。荐后椎愈合形成尾杆骨反映无尾类幼体由水栖环境转变为陆生环境中骨骼系统的机能适应。     

人成纤维细胞生长因子受体2的研究进展

人成纤维细胞生长因子受体（FGFRs)家族在细胞的增殖、分化、血管生成、胚胎及骨骼发育和在与生长发育相关的进程中起着十分重要的作用。成纤维细胞生长因子受体2（FGFR2）是该家族4个成员中的一员,本文就其结构特点及与骨骼发育、肿瘤形成和其他疾病的关系加以综述。     

骨骼畸形大鼠软骨细胞内胰岛素样生长因子-2的表达研究

目的 探讨胰岛素样生长因子-2(Insulin-like growth factor 2,IGF-2) 在骨骼畸形大鼠肢端软骨细胞内的表达规律.方法 应用光镜和透射电镜观测二(哑)英诱导的骨骼畸形大鼠足部软骨组织病理学改变.应用二(哑)英(1×10-8mol/L)干预体外培养的大鼠软骨细胞,采用RT-PCR及western 印迹杂交检测软骨细胞内的IGF-2 mRNA及蛋白质的表达水平.结果 15 μg/kg剂量的二(哑)英诱导实验组胎鼠出现多种畸形,内翻足、无尾畸形、腭裂等骨骼畸形发生率为33.3%.畸形胎鼠的肢端骨化中心发生带缩小,软骨细胞核内粗面内质网扩张,线粒体嵴紊乱.1×10-8mol/L剂量的二(哑)英使体外培养的大鼠软骨细胞内IGF-2 的mRNA及蛋白质的表达水平分别减少80%和60%(P＜0.05).结论 在二(哑)英诱导的骨骼畸形大鼠软骨细胞内IGF-2呈低表达状态.软骨细胞内IGF-2 的表达可能与骨骼发育密切相关.     

影响骨生长发育的诸因素

本文阐明骨组织是一个新陈代谢很活跃的组织,它贯穿了人的整个生命过程,从儿童到发育成熟,骨的生长速度是不同的,身体各部分的骨骼生长发育的速度也不相同。骨的生长发育速度取决于骨骺板软骨细胞增殖的速度,它又受原始软骨细胞的素质、遗传基因、周身营养状态、维生素、内分泌、矿物质代谢、肾功能状态、应力、血液循环等多方面因素的影响。     

Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的影响

目的：研究Wnt/beta-catenin 信号通路活化的人滑膜细胞对软骨细胞的作用,探讨骨关节炎（OA）发生及进展的可能途径和分子 机制。方法：beta-catenin 过表达慢病毒载体转染正常人滑膜细胞,荧光显微镜观察病毒转染情况,Western blot方法检测滑膜细胞核 内beta-catenin 蛋白表达。Transwell 小室共培养人滑膜细胞与正常人软骨细胞,倒置显微镜观察滑膜细胞对软骨细胞生长形态变化 的影响。酶联免疫吸附（ELISA）法检测不同时间点共培养体系中软骨细胞培养上清液中MMP-7 的变化,找出MMP-7 变化最明 显的时间点。同时在最佳时间点ELISA 方法检测软骨细胞培养上清液CTX-II、COMP的水平。结果：慢病毒转染滑膜细胞后,荧 光显微镜下可见多数滑膜细胞表达荧光,Western blot检测发现滑膜细胞胞浆及胞核中茁-catenin 表达明显上调（P<0.01）。通路活 化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后,光镜下观察软骨细胞生长形态变化不明显,但随共培养时间的延长软骨细胞生长受到抑 制,胞体边缘发白,贴壁强度降低。ELISA 结果显示通路活化的人滑膜细胞与软骨细胞共培养后软骨细胞上清液中MMP-7表达 明显升高,与正常组相比有显著差异（P<0.01）,软骨细胞上清液MMP-7 的变化有一定的时间依赖性,在共培养2 h、6 h、12 h时逐 渐升高,24 h 时略有降低,且在共培养6 h 时变化最为明显。而共培养6 h时通路激活组软骨细胞培养上清液中COMP、CTX-II水 平与正常对照组相比均明显升高（P<0.01）。结论：茁-catenin 过表达慢病毒转染正常人滑膜细胞可成功激活Wnt/茁-catenin 信号通 路,Wnt/茁-catenin 信号通路活化的滑膜细胞可影响正常软骨细胞的生长,并引起滑膜- 软骨体系内环境异常,促使软骨基质的降 解,这可能是滑膜炎促进OA 发生、发展的机制之一。