目的 观察慢性氟砷联合暴露对大鼠骨组织骨形态发生蛋白2(BMP-2)和骨形成相关因子Runt转录因子2(Runx2)基因转录表达的影响及交互作用.方法 选取160只8周龄清洁级Wistar大鼠作为研究对象,体重为(200±50)g,根据2×4析因实验设计按体重采用随机数字表法分成16组,每组10只,雌雄各半.用氟化钠(NaF:空白对照0.0 mg/kg、低氟5.0 mg/kg、中氟10.0 mg/kg、高氟20.0 mg/kg)和亚砷酸钠(NaAsO2:空白对照0.0 mg/kg、低砷2.5 mg/kg、中砷5.0 mg/kg、高砷10.0 mg/kg)灌胃,每周连续灌胃6 d,停灌1 d,共连续灌胃6个月.依据上述因素将大鼠分为对照组(F0.0As0.0)、低氟组(F5.0As0.0)、中氟组(F10.0As0.0)、高氟组(F20.0As0.0)、低砷组(F0.0As2.5)、中砷组(F0.0As5.0)、高砷组(F0.0As10.0)、低氟低砷组(F5.0As2.5)、低氟中砷组(F5.0As5.0)、低氟高砷组(F5.0As10.0)、中氟低砷组(F10.0As2.5)、中氟中砷组(F10.0As5.0)、中氟高砷组(F10.0As10.0)、高氟低砷组(F20.0As2.5)、高氟中砷组(F20.0As5.0)、高氟高砷组(F20.0As10.0).采用氟离子选择电极法检测尿氟(UF),原子荧光光谱法检测尿砷(UAs),实时荧光定量PCR法检测BMP-2及Runx2 mRNA表达水平.结果 F0.0As0.0组、F0.0As2.5组、F0.0As5.0组、F0.0As10.0组均无氟斑牙出现,其余各组均出现不同程度氟斑牙.氟斑牙的发生与染氟剂量存在剂量-反应关系,在高氟(20.0 mg/kg)剂量下,随染砷剂量增加氟斑牙损伤程度增加(χ2=9.124,P<0.05).与F0.0As0.0组(0.99±0.08、0.99±0.07)比较,F5.0As0.0、F10.0As0.0、F20.0As0.0组骨组织BMP-2 mRNA水平(1.01±0.07、1.06±0.06、1.21±0.05)及Runx2 mRNA水平(1.03±0.04、1.24±0.03、1.33±0.10)随染氟剂量的升高均有升高趋势.氟对BMP-2及Runx2 mRNA表达有主效应(F=3.067、2.927,P均<0.05);氟砷联合对BMP-2及Runx2 mRNA表达存在交互作用(F=3.817、4.802,P均<0.05).结论 氟砷联合暴露对大鼠骨组织BMP-2及Runx2 mRNA表达作用主要表现为氟的主效应,砷间接参与氟致骨毒性过程,氟砷联合对BMP-2及Runx2 mRNA表达的交互作用主要表现为拮抗作用.

Gremlin基因属于转化生长因子β(TGF-β)超家族,其编码的蛋白质具有高度保守性,是骨形态形成蛋白(BMP)拮抗剂家族成员.Gremlin基因最早从蟾蜍中枢神经脊中克隆出来,其编码的蛋白有三种,分别命名为Gremlin-1、Gremlin-2和Gremlin-3.Gremlin基因在肺纤维化、肾纤维化、肝纤维化、心纤维化、胰腺纤维化、晶状体及视网膜纤维化等疾病的发生、发展中均起重要作用,其机制多与BMP/Smads信号传导通路、TGF-β/Smads信号传导通路有关,主要通过影响Smads蛋白胞内信号通道影响纤维化的发生,与Gremlin-VEGFR2轴、NF-κB信号通路等关系密切.在促纤维化发生过程中,Gremlin可能依赖于应激活化蛋白激酶途径的激活,受miR-27b/30-UTR的正向调节、抗纤维化趋化因子10的负向调节、多糖硫酸乙酰肝素的适当调节;在眼视网膜病变的发生过程中,Gremlin可能受甲状旁腺激素相关蛋白水平的正向调节.

目的:探讨骨碎补总黄酮对骨质疏松大鼠骨组织中骨硬化蛋白(SOST)表达的影响,阐明骨碎补总黄酮抗骨质疏松的作用机制.方法:将40只8月龄雌性大鼠分为正常对照组(每天灌胃生理盐水)、骨质疏松模型组(90 mg·kg-1·d-1维甲酸灌胃给药,持续14 d)、阳性药组(维甲酸灌胃14 d,同时以0.1 mg·kg-1·d-1皮下注射阿仑膦酸钠30 d)和骨碎补总黄酮组(维甲酸灌胃14 d,同时以58 mg·kg-1·d-1骨碎补总黄酮灌胃给药30 d),每组10只.采集各组大鼠静脉血,检测血清中钙、磷和碱性磷酸酶(ALP)水平,肝和肾功能指标,包括丙氨酸氨基转移酶(ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(AST)、肌酐(Crea)和尿素氮(BUN);取大鼠一侧股骨,采用HE染色观察骨组织病理形态表现;采用qRT-PCR法检测各组大鼠骨组织中SOST mRNA表达水平,Western blotting法检测大鼠骨组织中SOST蛋白表达水平.结果:与骨质疏松模型组比较,阳性药组大鼠血清中钙和磷水平明显降低(P<0.05或P<0.01),而骨碎补总黄酮组大鼠血清中钙水平明显升高(P<0.05);与阳性药组比较,骨碎补总黄酮组大鼠血清中钙、磷和ALP水平明显升高(P<0.05或P<0.01).与正常对照组比较,骨质疏松模型组、阳性药组和骨碎补总黄酮组大鼠血清中Crea水平明显降低(P<0.01);与骨质疏松模型组和阳性药组比较,骨碎补总黄酮组大鼠血清中Crea水平明显降低(P<0.01);各组大鼠血清中ALT、AST和BUN水平比较差异均无统计学意义(P>0.05).光镜下观察,骨质疏松模型组大鼠骨组织骨小梁稀疏、变薄和断裂;与骨质疏松模型组比较,阳性药组和骨碎补总黄酮组大鼠骨小梁明显变厚、断裂减少.与骨质疏松模型组比较,阳性药组和骨碎补总黄酮组大鼠骨组织中SOST mRNA表达水平均明显降低(P<0.01);阳性药组大鼠骨组织中SOST蛋白表达水平较正常对照组和骨质疏松模型组均明显降低(P<0.01),骨碎补总黄酮组大鼠SOST蛋白表达水平虽然较正常对照组和骨质疏松模型组低,但差异无统计学意义(P>0.05).结论:骨碎补总黄酮拮抗骨质疏松症的作用机制可能是通过抑制骨细胞合成SOST进而促进骨形成.

背景:microRNAs是一类重要的内源性非编码小RNA分子,可通过调节mRNA的翻译调控基因的表达.近年来发现,miR-214在相关的骨代谢信号通路中起着重要的作用,可通过靶向相关基因调控骨吸收与骨形成.目的:通过回顾国内外相关文献,就miR-214在骨组织代谢中的调控机制及应用研究的新进展作一综述.方法:由第一作者在2019年11月至2020年4月间以"miRNA,miR-214,osteogenesis,osteoblast""miR-214,bone remodeling""miR-214,osteoclast,tissue engineering"为关键词,检索2005至2020年期间PubMed、Web of Science、Medline等数据库中的文献,初步检索到761篇相关文献,排除与文章研究目的无关及重复性的文献,纳入符合标准的63篇文献进行分析.结果与结论:①miR-214可通过靶向磷酸酶-张力蛋白同源基因(PTEN)、肿瘤坏死因子受体相关因子3促进破骨向分化,靶向转化生长因子β激活激酶1结合蛋白2(TAB2)、钙黏蛋白相关蛋白(CTNNB1)、锌指结构转录因子(Osterix)、激活转录因子4(ATF4)、Ⅳ型胶原蛋白基因 α1(COL4A1)、杆状病毒IAP重复序列7(BIRC7)、成纤维细胞生长因子受体1、TAFA趋化因子样家族成员5(TAFA5)、骨形态发生蛋白2等抑制成骨分化;②沉默或过表达miR-214可以调控骨代谢;③目前已发现血清或细胞外囊泡中miR-214可能是一些疾病诊断和预后的检测标志物,同时将miR-214拮抗剂或模拟物与其他载体构成稳定高效安全的缓释系统也是应用研究的热点,因此,以miR-214为基础展开的应用研究可能在未来骨组织代谢相关疾病的治疗方面具有较大的潜力.

目的 探讨微小RNA-144-3p(miR-144-3p)对卵巢癌ES-2细胞增殖、迁移和侵袭的影响及作用机制.方法 采用qRT-PCR法检测35例卵巢癌组织和对应癌旁组织中miR-144-3p和骨形态形成拮抗蛋白1(GREM1)mRNA表达.构建miR-144-3p高表达或GREM1敲低的ES-2细胞,采用四甲基噻唑蓝染色法(MTT)检测细胞增殖情况,Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力,Western blotting法检测细胞周期蛋白D1(CyclinD1)、基质金属蛋白酶2(MMP2)和MMP9及PI3K/Akt/mTOR信号通路相关蛋白磷酸化磷脂酰肌醇3激酶(p-PI3K)、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)和磷酸化雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)表达.TargetScan在线软件预测GREM1的3′UTR含有miR-144-3p的结合位点,双荧光素酶报告基因验证miR-144-3p与GREM1靶向关系.结果 与癌旁组织比较,卵巢癌癌组织中miR-144-3p表达降低(P<0.05),GREM1 mRNA表达升高(P<0.05).miR-144-3p高表达或敲低GREM1,ES-2细胞存活率、迁移和侵袭细胞数降低,CyclinD1、MMP-2、MMP-9、p-PI3K、p-Akt和p-mTOR蛋白表达降低(P均<0.05).miR-144-3p在ES-2细胞中负调控GREM1表达,高表达GREM1能部分逆转miR-144-3p高表达对ES-2细胞增殖、迁移和侵袭及PI3K/Akt/mTOR信号通路的抑制作用.结论 miR-144-3p高表达可抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭,其作用机制可能与下调GREM1表达及抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路有关.

目的 探讨骨形态发生蛋白(BMP)拮抗因子GREM1作为先天性心脏病相关肺动脉高压(CHD/PAH)患者BMP信号通路活性下调机制的可能.方法 外科手术建立大鼠体-肺分流性PAH模型.术后12周,右心导管及心脏超声测量右心系统血流动力学指标及形态学指标,心、肺、血标本取材.计算右心肥厚指数,评估肺血管重构情况,检测肺组织BMP信号通路相关蛋白及GREM1的表达变化及血浆GREM1浓度.体外培养肺动脉内皮细胞(PAECs),研究GREM1对PAECs增殖及凋亡的影响.结果 体-肺分流大鼠模型成功再现了 CHD/PAH的PAH状态.在分流性肺组织中,缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达水平无改变(P＞0.05),GREM1表达增加,但BMP信号通路组份的表达下降(P＜0.05),而矫正体-肺分流可逆转这一趋势(P＜0.05).免疫组织化学染色显示重构的肺小动脉中GREM1表达增加(P＜0.05).体外细胞实验显示,增殖的PAECs中BMP信号通路相关蛋白下调而GREM1表达和分泌显著升高(P＜0.05),且GREM1通过拮抗BMP信号通路显著促进PAECs的增殖并抑制其凋亡(P＜0.05).此外,体-肺分流大鼠的血浆GREM1显著升高且与肺血流动力学参数密切相关(P＜0.05).结论 体-肺分流引起肺组织GREM1表达升高,而升高的GREM1通过下调BMP信号通路活性诱导肺血管重构,促进肺动脉高压的形成.此研究结果为CHD/PAH肺组织BMP信号通路活性下调机制提供了一种新的解释.

血小板是血液中的重要成分,在止血、炎性反应及血栓形成以及器官移植排斥等生理与病理反应中具有重要作用.血管出现损伤时,生理性血小板活化能迅速形成血栓封闭伤口实现止血.病理性血小板异常活化则会诱导闭塞性血栓的形成,增加人们罹患缺血性疾病的风险.生理性止血过程中血小板需要经历黏附、活化、聚集的过程.血管受损时,胶原蛋白和von illebrand因子( von wille-brand factor,VWF)暴露,血小板通过其表面的GPⅠb-IX-V受体和GPVI受体分别与VWF和胶原蛋白结合,迅速活化并牢固粘附于内皮下基质[1-2].活化信号将导致血小板细胞骨架改变并在胶原表面铺展开,血小板改变形态同时释放α颗粒、致密颗粒以及溶酶体的内容物[3].血小板活化涉及许多血小板激动剂与其配体的结合,如腺苷二磷酸( adenosine diphosphate,ADP)和血栓素A2( thromboxane A2,TXA2) ,分别与P2Y受体和血栓素受体( thromboxane receptor,TP ) 结合,以加强αIIbβ3依赖性血小板聚集[4].同时受损血管内皮中与TXA2拮抗的PGI2生成减少,也有利于血小板的聚集.血小板活化时,整合素αIIbβ3从低亲和状态活化至高亲和状态,其配体包括纤维蛋白原,VWF及纤连蛋白等.血小板之间通过整合素αIIbβ3共同结合纤维蛋白原等配体从而聚集成团,并与白细胞相互作用共同形成血栓堵塞伤口以保持血管壁完整性.

目的:探讨SDF-1α/CXCR4通路在补肾活血汤促进骨质疏松骨折(OPF)大鼠骨折愈合中的作用.方法:将40只SD雌性大鼠随机分组为对照组、模型组、补肾活血汤组和补肾活血汤+CXCR4拮抗剂组.治疗4周后,采用试剂盒检测血清骨桥素(OPN)、碱性磷酸酶(ALP)及骨钙素(OCN)水平,X射线、micro CT及生物力学测试分别评估骨折愈合情况、新生骨微观结构及力学性能,HE染色观察新生骨质形态,免疫组化检测股骨组织SDF-1α、CXCR4、OCN蛋白表达.结果:4周后,对照组大鼠未见骨折线,骨组织排列规则;模型组、补肾活血汤+CXCR4拮抗剂组大鼠可见明显骨折线、少量成骨细胞和新生骨组织;补肾活血汤组大鼠可见模糊骨折线、较多成骨细胞和新生骨组织.模型组大鼠骨体积分数、骨密度、骨小梁数量、骨刚性、骨最大载荷、骨弹性载荷、血清OPN、血清ALP、血清OCN、SDF-1α蛋白相对表达量、CXCR4蛋白相对表达量、OCN蛋白相对表达量均低于对照组(P＜0.05).补肾活血汤组大鼠骨体积分数、骨密度、骨小梁数量、骨刚性、骨最大载荷、骨弹性载荷、血清OPN、血清ALP、血清OCN、SDF-1α蛋白相对表达量、CXCR4蛋白相对表达量、OCN蛋白相对表达量均高于模型组(p＜0.05).补肾活血汤+CXCR4拮抗剂组大鼠骨体积分数、骨密度、骨小梁数量、骨刚性、骨最大载荷、骨弹性载荷、血清OPN、血清ALP、血清OCN水平、SDF-1α蛋白相对表达量、CXCR4蛋白相对表达量、OCN蛋白相对表达量均低于补肾活血汤组(P＜0.05).结论:补肾活血汤可能通过激活SDF-1α/CXCR4通路,诱导BMSCs向骨折处迁移,促进骨形成,加速OPF大鼠骨折愈合.

目的:观察艾灸对类风湿性关节炎(RA)大鼠海马N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体2B亚基(NR2B)表达的影响,探讨艾灸治疗RA的镇痛作用机制.方法:将60只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为正常组、模型组、艾灸组、 艾灸+NMDA受体拮抗剂(AP-5)组和艾灸+NMDA受体激动剂(NMDA)组,每组12只.除正常组外,其余四组采用风、寒、湿环境因素结合完全弗氏佐剂复制RA模型.艾灸组接受艾条悬灸肾俞及足三里,两穴交替使用;艾灸+AP-5组和艾灸+NMDA组分别给予腹腔注射AP-5、NMDA后接受与艾灸组相同的艾灸干预.每日1次,共干预15 d.分别于造模前后和干预15 d后检测各组大鼠热缩足反射潜伏期(TWL);干预15 d后采用苏木素-伊红染色法观察膝关节病理形态学变化;实时荧光定量聚合酶链式反应法检测海马NR2B mRNA的表达,免疫印迹法检测海马NR2B蛋白、磷酸化NR2B的表达.结果:模型组大鼠滑膜组织增生,滑膜衬里层明显增厚,有血管翳形成,软骨、骨组织破坏明显.干预后,艾灸组、艾灸+AP-5组、艾灸+NMDA组大鼠膝关节病理形态学明显改善,同时艾灸+AP-5组的改善情况优于艾灸+NMDA组.与正常组相比,模型组大鼠TWL显著下降(P<0.01),海马NR2B mRNA及蛋白的表达和磷酸化水平显著增加(P<0.01).与模型组相比,各干预组TWL显著提高(P<0.01或P<0.05),海马NR2B mRNA及蛋白的表达和磷酸化水平显著下降(P<0.01).与艾灸组相比,艾灸+AP-5组TWL显著提高(P<0.01),海马NR2B mRNA及蛋白的表达和磷酸化水平显著下降(P<0.01);艾灸+NMDA组TWL显著下降(P<0.01),海马NR2B mRNA及蛋白的表达和磷酸化水平显著增加(P<0.01).结论:艾灸可以减轻RA炎症性大鼠痛敏反应,其镇痛作用可能与艾灸能够降低海马NR2B表达及磷酸化水平有关.

目的:探讨环状RNA(circRNA)YAP1 对激素性股骨头坏死(SONFH)大鼠股骨头微血管内皮细胞(MVECs)血管生成的作用与机制.方法:成年雄性 SD 大鼠接受甲基强的松龙(MPS,20mg·kg-1·d-1 肌肉注射3 周,以诱导SONFH模型(n=30 只).Ctrl组(n=30 只)注射等量生理盐水.用mi-cro-CT扫描和HE染色评估是否造模成功.分离大鼠的股骨头MVECs.并用CD31 蛋白作为标志物用免疫荧光化学法(IF)鉴定股骨头 MVECs.将 MVECs 分为过表达 circRNA YAP1 组(pcDNA-YAP1组)、阴性对照组(pcDNA-NC组)、以及pcDNA-YAP1 联合 Wnt1/β-catenin 通路拮抗剂 dickkopf-1 处理组(pcDNA-YAP1+dickkopf-1 组).用 qPCR 检测 circRNA YAP1 表达,Western blot 法分别检测Wnt1、β-catenin、VEGF-A和vimentin的表达.用CCK-8 实验检测各组细胞的增殖活性.Transwell 小室检测细胞的迁移率.管形成实验检测细胞的血管生成能力.结果:HE 染色结果显示 Ctrl 组表现为健康状态,无骨坏死,SONFH组大鼠均重度股骨头坏死,股骨头恶化.micro-CT扫描的结果显示Ctrl组表现骨小梁致密规则,骨小梁数量和形态均正常,SONFH 组伴空骨陷窝,骨小梁减少,骨小梁缩短.与Ctrl组(1.00±0.08;1.00±0.12;1.00±0.15)比较,SONFH 组股骨组织中 circRNA YAP1(0.27±0.04)、Wnt1(0.49±0.03)、β-catenin(0.33±0.03)表达量均显著减少(t= 12.158,P = 0.009;t= 10.596,P = 0.012;t=10.080,P=0.014).另外,成功分离Ctrl组和SONFH组的股骨头 MVECs.与 Ctrl 组(1.00±0.00;1.00±0.02;1.00±0.01)比,SONFH组股骨头MVECs中circRNA YAP1(0.15±0.01)、Wnt1(0.28±0.05)、β-catenin(0.31±0.02)表达量都显著减少(t=17.625,P=0.004;t=16.154,P =0.005;t=13.596,P =0.007).在 MVECs 中,与 pcDNA-NC 组比,pcDNA-YAP1 组的 circRNA YAP1、Wnt1、β-catenin、VEGF-A和vimentin的表达均上调,细胞增殖率、细胞迁移以及小管形成率都明显增加(均 P＜0.05).与pcDNA-YAP1 组比,pcDNA-YAP1+dickkopf-1 组的 circRNA YAP1 表达变化无统计学意义(P＞0.05),而Wnt1、β-catenin、VEGF-A和vimentin的表达均下调,细胞增殖率、细胞迁移、以及小管形成率都明显被抑制(均P＜0.05).结论:CircRNA YAP1 通过激活 Wnt1/β-catenin 通路促进 SONFH 大鼠的骨血管内皮细胞的血管生成.