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。     

原子力显微镜技术检测几种骨组织细胞力学性能

为了探究几种骨组织细胞系的力学性能及其与细胞功能的关系,该文采用原子力显微镜压陷法分别检测了前成骨细胞系（2T3和MC3T3-E1）、前骨细胞系（MLO-A5）和骨样细胞系（MLO-Y4）的杨氏模量,利用激光共聚焦显微镜观察了这几种细胞微丝和微管的排布。结果显示,2T3、MC3T3-E1、MLO-A5和MLO-Y4细胞的杨氏模量分别为（7000±2015）Pa、（6600±2024）Pa、（4700±644）Pa和（4500±1622）Pa,与原代骨组织细胞的杨氏模量及变化趋势保持一致,但两种前成骨细胞的杨氏模量要显著高于前骨细胞和骨细胞。细胞荧光染色结果表日月＇前成骨细胞细胞核周围的微丝和微管分布密度要高于前骨细胞和骨细胞,而前骨细胞MLO-A5,尤其是骨细胞MLO-Y4的骨架主要集中于细胞突触和边缘,这可能是导致几种细胞力学性能差异的原因。该研究从生物力学的角度为进一步深入理解骨组织细胞结构与功能的关系提供了实验依据。     

鞘氨醇激酶信号途径对骨重建的调节作用

鞘磷脂是哺乳动物细胞质膜的主要成分之一,在其代谢过程中,鞘氨醇激酶（sphingosine kinase, SPHK）是一个关键性的调节酶.鞘磷脂代谢产物鞘鞍醇经SPHK磷酸化作用产生的鞘氨醇-1-磷酸（S1P）是一种具有生物活性的脂类,参与调节骨骼、神经、免疫、血液系统等多种组织细胞的生物学过程.本文阐述了SPHK/S1P信号途径相关分子,并综述了SPHK/S1P通过调节骨组织细胞的形态结构、增殖、迁移、分化形成及凋亡等功能,进而调节骨重建平衡过程的生物学效应及其机制.     

Nmp4促进TNF-α诱导的成骨细胞凋亡

核基质蛋白4(nuclear matrix protein4,Nmp4)是一种具有核质穿梭功能的结构性转录因子.主要通过负调控调节成骨细胞分化和增殖,抑制骨密度及骨量增加,而Nmp4是否调节成骨细胞凋亡,还未有相关报道.本课题通过分离Nmp4基因敲除(Nmp4-KO)和野生型(WT)小鼠原代成骨细胞,以肿瘤坏死因子(TNF-α)为凋亡诱导手段,研究了Nmp4对成骨细胞凋亡的影响及其作用机制.体外细胞实验发现,Nmp4-KO显著抑制TNF-α诱导的成骨细胞内caspase-3激活.Nmp4-KO促进细胞外信号调节激酶(Erk)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)信号途径的激活,抑制c-Jun氨基末端激酶(JNK)磷酸化,从而对抗成骨细胞凋亡.TNF-α诱导处理可增强成骨细胞核因子NFκB磷酸化及其核转位,但Nmp4基因缺失无进一步促进作用.未经诱导处理的Nmp4-KO细胞内NFκB磷酸化水平显著高于WT对照.此外,TNF-α诱导处理促使线粒体途径信号分子Bad磷酸化及Bcl-xl表达水平适当升高,但在两种细胞表型间无显著差异.这些结果证实,Nmp4基因敲除可促进相关抗凋亡信号分子的激活和表达,抑制促凋亡信号的激活,进而抑制成骨细胞凋亡的发生.     

Nmp4/CIZ对成骨细胞功能的调节作用

核基质蛋白4(nuclear matrix protein,Nmp4),亦称p130cas结合锌指蛋白(cas-interacting zinc finger protein,CIZ),是一种位于细胞核及粘附斑且具有核质穿梭功能的转录调控因子.体内实验证明,Nmp4/CIZ抑制骨形成活性进而抑制骨密度和骨量增加,而对骨吸收参数无显著影响.Nmp4/CIZ通过特异性结合成骨细胞Ⅰ型胶原α1链和基质金属蛋白酶启动子上游调控序列,调节其转录表达,促进骨转换.此外,Nmp4/CIZ抑制骨形态蛋白和甲状旁腺激素诱导的成骨细胞分化,抑制成骨细胞增殖并促进凋亡发生.Nmp4/CIZ参与调节成骨细胞力学-化学信号转导,其表达沉默可抑制尾悬吊诱导的小鼠骨量减少,并促进流体剪切力诱导的成骨细胞β-catenin信号途径.这些体内外实验证据表明,Nmp4/CIZ主要通过负调控机制发挥作用,提示这是一个潜在的骨丢失治疗药物靶点.