目的:探讨生理性拉应力对软骨细胞分化的调控作用,并阐明其相关信号通路机制.方法:体外培养软骨ATDC5细胞,应用四点弯曲细胞力学加载仪对其施加生理性拉应力,首先分为对照组和拉应力组(2 000 μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 000和3 000 μstrain)加力时间为2 h和力值为2 000 μstrain不同加力时间(1、2和4 h)组,同时设未加力的细胞为对照组,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、Ⅹ型胶原(Col-Ⅹ)、聚集蛋白聚糖(Aggrecan)、性别决定区Y框蛋白9(SOX9)、血管内皮生长因子(VEGF)、增殖细胞核抗原(PCNA)、Nel样1型分子(Nell-1)、Runt相关转录因子2(Runx2)、印度刺猬因子(Ihh)、补缀同源物1(Ptch-1)、GLI家族锌指蛋白1(Gli-1)和刺猬因子相互作用蛋白1(Hhip-1)mRNA表达水平,采用Western blotting法检测各组细胞中Nell-1、Runx2和Ihh蛋白表达水平.ATDC5细胞分为对照组、环巴胺组、拉应力组和环巴胺+拉应力组,采用 RT-qPCR法检测各组细胞中 Nell-1、Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平,采用Western blotting法检测各组细胞中 Nell-1和Ihh蛋白表达水平.结果:与对照组比较,2 000 μstrain/2 h组细胞中Col-Ⅱ、Col-Ⅹ、Aggrecan、SOX9、VEGF和PCNA mRNA表达水平均明显升高(P<0.01).在对细胞施加2 000 μstrain不同加力时间(1、2和4 h)或不同力值(1 000、2 000和3 000 μstrain)2 h的拉应力后,与对照组比较,随时间的延长或力值的增加其他各组细胞中Runx2 mRNA表达水平逐渐升高(P<0.01),Nell-1、Ihh、Ptch-1、Gli-1 和Hhip-1 mRNA表达水平逐渐升高(P<0.01),且在2 000 μstrain/2 h时达到最高,随后出现回落但仍明显高于对照组(P<0.01).Western blotting检测,各组细胞中Nell-1、Runx2和Ihh蛋白表达水平与mRNA表达水平变化趋势一致.环巴胺预处理后,与对照组比较,环巴胺组细胞中Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平均明显降低(P<0.01),拉应力组和环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1、Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平明显升高(P<0.01);与环巴胺组比较,环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1、Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平明显升高(P<0.01);与拉应力组比较,环巴胺+拉应力组细胞中Ihh、Ptch-1、Gli-1和Hhip-1 mRNA表达水平明显降低(P<0.01).与对照组比较,环巴胺组细胞中Ihh蛋白表达水平明显降低(P<0.01),Nell-1蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05),拉应力组和环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1 和Ihh蛋白表达水平明显升高(P<0.01);与环巴胺组比较,拉应力组和环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1和Ihh蛋白表达水平明显升高(P<0.01);与拉应力组比较,环巴胺+拉应力组细胞中Nell-1和Ihh蛋白表达水平差异均无统计学意义(P>0.05).结论:在生理性拉应力刺激下,Nell-1可在上游激活Ihh信号通路,进而调控ATDC5软骨细胞的分化.

背景:骨缺损再生修复是临床常见难题,骨组织的再生修复需要特定的微环境和生长因子参与.尼尔样1型生长因子(Nel-like molecular 1,Nel-1)是一种分泌性蛋白,同时也是是一种有效且无明显毒副作用的骨生长因子,目前大量研究表明Nel-1能够用于促进骨再生修复,有望成为骨再生修复的新方法.目的:对Nel-1调控成骨机制及其在骨再生修复方面的应用和前景进行综述.方法:以"nel-1,nel-like molecule 1,nel-like protein 1,neural EGF like protein 1,bone repairing,osteogenesis,osteogenic,regenerative medicine"或"Nel-1,nel-1蛋白,nel样1型分子,神经源性表皮生长因子样分子1,骨生成,成骨作用,骨修复,再生医学"等作为检索词,利用PubMed、中国知网、万方数据库、embase进行检索,选择从1996年12月15日至2017年11月1日有关Nel-1生长因子与成骨及骨再生修复应用方面的文献资料,排除重复性研究.结果与结论:Nel-1的发现最早与颅缝早闭相关,后来被证实为一种有效的骨生长因子,其具有抗脂肪分化、抑制炎症反应和无明显毒副作用等优点.目前大量动物实验已证明Nel-1可应用于促进骨再生修复,除此之外,Nel-1同时还有作为治疗骨质疏松症有效药物的巨大潜力,有望在未来成为用于骨再生修复的新方法.

背景:Nel样分子Ⅰ型是一种外分泌型糖蛋白蛋白,一系列体内、体外研究表明Nel样分子Ⅰ型是一种有效的骨诱导因子,可以有效地促进骨的生长.此外,Nel样分子Ⅰ型还抑制脂肪分化和炎症反应.目的:就Nel样分子Ⅰ型目前在骨组织工程中的研究进展进行综述.方法:检索PubMed数据库1996年1月至2019年6月相关文献,检索词为“Nell-1;bone regeneration and repair;regulatory factor;signal path;bone morphogeneticprotein;osteoporosis;marrow derived mesenchymal stem cells”.排除重复研究及与综述内容关系不密切的文献,对最终纳入的61篇文献进行分析.结果 与结论:经过研究,Nel样分子Ⅰ型已被证实为是一种可以有效促进骨组织生长的因子,局部应用对长骨、脊柱生长及颅缝闭合和软骨生长具有良好的促进作用.作为一种全新的生长因子,Nel样分子Ⅰ型的生物学效应相对单一,所以相比其他骨生长因子Nel样分子Ⅰ型的生物安全性和精准性更高.Nel样分子Ⅰ型可与骨形态发生蛋白2,9等其他成骨因子产生协同作用,Nel样分子Ⅰ型抑制骨形态发生蛋白2引起的炎症反应及脂肪生成并促进其成骨作用,为Nel样分子Ⅰ型和骨形态发生蛋白2结合提高临床骨再生的安全性和有效性提供了理论基础.

背景:骨关节炎是一种复杂的全关节疾病,主要影响的关节是膝关节,其次是手和髋关节,治疗上主要以缓解疼痛症状为基础,但令人遗憾的是,到目前为止还没有有效的药物可以阻止疾病的进展.最近,一种具有促软骨形成、抗炎、抗脂肪、促血管化等特性的成骨蛋白——尼尔样1型生长因子(Nel-like molecule 1,Nell-1)进入研究人员的视野,因其具有促软骨生成、抗炎的双功能特性而有希望成为改善骨关节炎病情的药物.目的:文章对骨性关节炎发病机制的新见解、Nell-1的促软骨生成能力及其分子级联信号、抗炎作用及其分子机制、现阶段Nell-1应用于骨关节炎治疗的不足之处以及Nell-1临床应用的最新进展作一综述,为骨关节炎的治疗提供新的思路.方法:检索中国知网、PubMed数据库,中文检索词为“Nell-1、骨关节炎”,英文检索词为“Osteoarthritis”“Nell-1 AND Osteoarthritis”.检索时间范围为1995年1月至2020年3月,主要纳入影响因子＞3、与Nell-1和骨关节炎关系紧密的文章,最后纳入88篇文献进行综述.结果 与结论:随着人口老龄化和肥胖症的日益增多,骨关节炎较几十年前更加普遍,因此造成了更为沉重的家庭和社会经济负担.传统的止痛方法因其不能减少炎症和软骨损伤,因此都不足以用于根治性治疗.作为临床骨科医生,充分认识理解骨关节炎的发病机制、疾病的进展及转归,开展与基因工程、组织构建的生物学技术,药剂科、分子生物学等多学科的讨论,可以帮助开发更有效的治疗方案,最终目的是解除骨关节炎患者的痛苦,减轻个人及社会的经济负担.虽然对于Nell-1在骨关节炎发病机制中的新兴作用还处于初级研究阶段,仍然存在缺乏最佳给药途径、分子机制不完全清楚、没有最佳的动物模型等不足,但其具有抗炎和促进软骨生成的双重效力,因此治疗骨关节炎具有巨大的潜力.未来的研究应进一步揭示详细的潜在机制,并优化剂量、方案和给药方法,将Nell-1对于骨关节炎的治疗潜力转化为临床实践.

Nel样1型分子基因(Nel-like type 1 molecule gene,Nell-1)作为一种新型基因定位于染色体11p15.1-p15.2.目前的研究表明Nell-1基因编码的外分泌型糖蛋白(Nell-1蛋白)可作为骨生长因子,诱导成骨细胞分化成熟与矿化、抑制脂滴的形成及炎症反应等,因此临床上作为颅面部缺损及骨质疏松症等疾病的治疗,在骨组织工程中发挥重要作用.近期研究发现Nell-1蛋白阳性还可以用来定义一种新型原发性膜性肾病,为膜性肾病的诊断提供新的理论依据.本文就Nell-1基因的发现与结构、Nell-1蛋白的结构、功能及表达、作用机制及临床应用方面展开讨论,并对目前关于Nell-1的最新研究及展望进行小结.

背景:在脊柱融合术中进行充分植骨是非常必要的,然而,老龄患者自身成骨细胞数量有限和骨微环境改变以及骨形态发生蛋白2体内应用会引起例如异位骨等不利影响,导致目前的治疗方法会引起骨不连和其他并发症.在此情况下,Nel样分子1型(Nel-like type 1 molecular,Nell-1)进入研究人员的视野,Nell-L不仅在成骨活性上与骨形态发生蛋白2相当,而且具有抗脂肪、抗炎、促血管化的特性,这为Nell-1促进脊柱融合的临床试验批准奠定了基础.目的:综述Nell-1促进脊柱融合术后骨性融合中的作用及机制.方法:由第一作者检索百度学术、PubMed、Web of Science、万方及中国知网收录的相关文献,中文检索词为"Nell-1、脊柱融合、骨性融合、前成骨细胞分化、新生血管、祖细胞迁移",英文检索词为"Nell-1;spinal fusion;bone fusion;pre-osteoblast differentiation;neovascularization;progenitor cell migration",最后纳入68篇文献进行综述.结果与结论:自体骨移植存在植骨相关并发症以及来源不足等问题,而且以骨形态发生蛋白2为代表的骨移植替代治疗会产生许多非靶点效应,因此两者都不能满足日益增加的脊柱融合术的需求.在此背景下,Nell-1的出现为解决这种困境提供了可能.虽然Nell-1在脊柱融合术后促进骨性融合的作用还处于初级研究阶段,仍然存在缺乏最佳给药途径、分子机制不完全清楚、是否存在与应用相关的不良反应等不足,但其具有促进祖细胞迁移、前成骨细胞分化以及新生血管形成等特点,因此对于促进脊柱融合术后骨性融合具有巨大的潜力.未来的研究应进一步揭示详细的潜在机制、优化剂量和方案、探索与其他成骨生长因子及干细胞的联合应用,将Nell-L促进脊柱融合的潜力转化为临床实践.

目的:探究绿原酸对脓毒症小鼠急性肺损伤的影响及活性氧/硫氧还蛋白互作蛋白/NOD样受体蛋白3(ROS/TXNIP/NLRP3)信号通路在其中的作用.方法:建立脓毒症小鼠模型,随机分为模型组、阳性对照(地塞米松)组及低剂量(5 mg/kg)、中剂量(10 mg/kg)、高剂量(20 mg/kg)绿原酸组,每组各12只,另取12只正常小鼠作为对照组.计数肺泡灌洗液中炎症细胞数量;测定肺组织湿重/干重(W/D)比值;HE染色观察肺组织病理改变;TU?NEL法检测肺组织细胞凋亡;ELISA法测定肺泡灌洗液中白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量,相应试剂盒检测肺组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和活性氧(ROS)水平;Western blot法检测TXNIP、NLRP3蛋白、caspase-1及细胞焦亡关键蛋白Gasdermin D的N末端片段(GSDMD-N)的表达水平.结果:相较于对照组,模型组肺泡间隔增厚,肺泡内及肺泡间质水肿,炎症细胞数量显著增加,IL-1β、IL-6和TNF-α含量、W/D比值、细胞凋亡率、MDA和ROS水平以及TXNIP、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白水平均显著升高(P<0.05);而模型组SOD水平较对照组显著降低(P<0.05).相较于模型组,绿原酸低、中、高剂量组肺泡间隔增厚及水肿情况有所减轻,炎症细胞数量显著减少,IL-1β、IL-6和TNF-α含量、W/D比值、细胞凋亡率、MDA和ROS水平以及TXNIP、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白水平显著降低(P<0.05);而模型组SOD水平较对照组显著升高(P<0.05);绿原酸高剂量组与阳性对照组上述指标差异无统计学意义(P>0.05).结论:绿原酸可能通过下调ROS/TXNIP/NLRP3信号通路表达水平,抑制炎症分子产生及细胞焦亡发生,有效减轻脓毒症小鼠肺损伤.

[目的]观察腺病毒载体转染基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)和尼尔样-1型分子(Nel-like molecule-l,NELL-1)基因对兔脂肪干细胞(adipose stem cells,ADSCs)体外成骨分化能力的影响.[方法]自兔分离培养ADSCs,分为单纯细胞组(original cell control,OCC)、空质粒转染组(empty vector control,EVC)、SDF-1 组、NELL-1 组和SDF-1/NELL-1组,给予相应体外处理.成骨诱导14 d后,茜素红染色检测钙结节形成及碱性磷酸酶活性,Western blot检测和RT-PCR检测相应蛋白与mRNA表达水平.[结果]单纯SDF-1或NELL-1转染,或SDF-1/NELL-1两者共同转染均显著增加目标基因的蛋白表达水平(P＜0.05),特别是共同转染同时增加两种基因标目蛋白的表达.茜素红染色钙结节计数和ALP活性检测方面,SDF-1组、NELL-1组和SDF-1/NELL-1组均显著高于OCC组和EVC组(P＜0.05),其中,SDF-1/NELL-1组最高.RT-PCR检测方面,SDF-1组、NELL-1组和SDF-1/NELL-1组的OPN和OCNmRAN表达水平高于OCC组和EVC组(P＜0.05),其中SDF-1/NELL-1组的OPN和OCNmRAN表达水平最高.[结论]SDF-1、NELL-1单独转染,或两者共转染ADSCs均可获得目标蛋白的高表达,以上两种基因单独转染,特别是两种基因共同转染,可显著增强ADSCs的体外成骨.