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生理性拉应力通过Nell-1/Ihh信号通路对ATDC5软骨细胞分化的调控作用
1
作者
董紫薇
齐慧川
+4 位作者
马俊
薛晴
聂瑾涵
于航
胡敏
《吉林大学学报（医学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-9,共9页
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 000μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 ...
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 000μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 000和3 000μstrain)加力时间为2 h和力值为2 000μstrain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 000μstrain/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 000μstrain不同加力时间(1、2和4 h)或不同力值(1 000、2 000和3 000μstrain) 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 000μstrain/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。
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关键词
生理性拉应力
软骨细胞
Nel样1型分子
印度
刺猬因子信号通路
Runt相关转录
因子
2
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职称材料
Sonic Hedgehog通过上调Timp-3促进小鼠退行性膝关节炎的修复
被引量：
6
2
作者
李国诚
张国庆
《中国生物化学与分子生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期916-922,共7页
刺猬因子(Hedgehog,Hh)信号通路广泛参与脊椎动物的胚胎发育和组织稳态的调控。已有报道认为,Hh参与骨性关节炎的发生和发展,但是其机制尚未详细阐述。本研究通过小鼠右后肢膝关节前交叉韧带切断手术,建立退行性膝骨关节炎小鼠模型,探索...
刺猬因子(Hedgehog,Hh)信号通路广泛参与脊椎动物的胚胎发育和组织稳态的调控。已有报道认为,Hh参与骨性关节炎的发生和发展,但是其机制尚未详细阐述。本研究通过小鼠右后肢膝关节前交叉韧带切断手术,建立退行性膝骨关节炎小鼠模型,探索sonic hedgehog(Shh)因子在退行性膝关节炎中的作用及其机制。小鼠成功建模4周后,在模型组和假手术组小鼠膝关节腔中注射小鼠Shh-N蛋白因子,通过ELISA检测关节液中炎性因子IL-1β、TNF-α和解聚素金属4(a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin motifs4,ADAMTS-4)蛋白酶的水平,以及通过qRT-PCR检测软骨组织中金属蛋白酶组织抑制剂-3(metalloproteinase inhibitor 3,Timp-3)基因的表达。结果显示,与假手术组相比,退行性膝骨关节炎模型小鼠骨关节腔内,IL-1β和TNF-α水平显著增高(24. 5±5 vs 251. 0±17. 5 pg/m L,P <0. 001;16. 5±3. 4 vs 197. 0±15. 6 pg/m L,P <0. 001);与PBS对照组相比,Shh-N组小鼠关节液中炎性因子的IL-1β和TNF-α水平明显降低(116. 0±8. 7 vs251. 0±17. 5 pg/m L,P <0. 001;89. 0±7. 8 vs 197. 0±15. 6 pg/m L,P <0. 001)。其中,小鼠的攀爬时间(1 700. 0±185. 6 vs 116±8. 7 s,P <0. 001)和长距离运动能力均有显著改善(174. 0±162. 3 vs132. 0±34. 5 m,P <0. 001);qRT-PCR结果显示,软骨组织中Timp-3基因表达明显增高(5. 0±0. 3vs 2. 4±0. 6 fold,P <0. 001)。同时,伴随着ADAMTS-4的水平显著降低(P <0. 001)。本研究提示,Shh因子显著改善小鼠退行性膝关节炎的恢复,其机制可能是通过上调Timp-3基因的表达,降解内源性聚蛋白多糖酶而实现的。
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关键词
退行性膝骨关节炎
刺猬因子信号通路
金属蛋白酶组织抑制剂-3
解聚素金属4(ADAMTS-4)
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职称材料
题名
生理性拉应力通过Nell-1/Ihh信号通路对ATDC5软骨细胞分化的调控作用
1
作者
董紫薇
齐慧川
马俊
薛晴
聂瑾涵
于航
胡敏
机构
吉林大学口腔医院正畸科
吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室
出处
《吉林大学学报（医学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(82100956)
吉林省科技厅自然科学基金项目(YDZJ202301ZYTS432)
吉林省财政厅医疗卫生人才项目(jcsz2020304-22)。
文摘
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 000μstrain/2 h组),另分为不同力值(1 000、2 000和3 000μstrain)加力时间为2 h和力值为2 000μstrain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 000μstrain/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 000μstrain不同加力时间(1、2和4 h)或不同力值(1 000、2 000和3 000μstrain) 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 000μstrain/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。
关键词
生理性拉应力
软骨细胞
Nel样1型分子
印度
刺猬因子信号通路
Runt相关转录
因子
2
Keywords
Physiological tensile stress
Chondrocyte
Nel-like molecule type 1
Indian hedgehog signaling pathway
Runt-related transcription factor 2
分类号
Q254 [生物学—细胞生物学]
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职称材料
题名
Sonic Hedgehog通过上调Timp-3促进小鼠退行性膝关节炎的修复
被引量：
6
2
作者
李国诚
张国庆
机构
)青岛大学医学部
)青岛大学附属医院骨科
出处
《中国生物化学与分子生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期916-922,共7页
文摘
刺猬因子(Hedgehog,Hh)信号通路广泛参与脊椎动物的胚胎发育和组织稳态的调控。已有报道认为,Hh参与骨性关节炎的发生和发展,但是其机制尚未详细阐述。本研究通过小鼠右后肢膝关节前交叉韧带切断手术,建立退行性膝骨关节炎小鼠模型,探索sonic hedgehog(Shh)因子在退行性膝关节炎中的作用及其机制。小鼠成功建模4周后,在模型组和假手术组小鼠膝关节腔中注射小鼠Shh-N蛋白因子,通过ELISA检测关节液中炎性因子IL-1β、TNF-α和解聚素金属4(a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin motifs4,ADAMTS-4)蛋白酶的水平,以及通过qRT-PCR检测软骨组织中金属蛋白酶组织抑制剂-3(metalloproteinase inhibitor 3,Timp-3)基因的表达。结果显示,与假手术组相比,退行性膝骨关节炎模型小鼠骨关节腔内,IL-1β和TNF-α水平显著增高(24. 5±5 vs 251. 0±17. 5 pg/m L,P <0. 001;16. 5±3. 4 vs 197. 0±15. 6 pg/m L,P <0. 001);与PBS对照组相比,Shh-N组小鼠关节液中炎性因子的IL-1β和TNF-α水平明显降低(116. 0±8. 7 vs251. 0±17. 5 pg/m L,P <0. 001;89. 0±7. 8 vs 197. 0±15. 6 pg/m L,P <0. 001)。其中,小鼠的攀爬时间(1 700. 0±185. 6 vs 116±8. 7 s,P <0. 001)和长距离运动能力均有显著改善(174. 0±162. 3 vs132. 0±34. 5 m,P <0. 001);qRT-PCR结果显示,软骨组织中Timp-3基因表达明显增高(5. 0±0. 3vs 2. 4±0. 6 fold,P <0. 001)。同时,伴随着ADAMTS-4的水平显著降低(P <0. 001)。本研究提示,Shh因子显著改善小鼠退行性膝关节炎的恢复,其机制可能是通过上调Timp-3基因的表达,降解内源性聚蛋白多糖酶而实现的。
关键词
退行性膝骨关节炎
刺猬因子信号通路
金属蛋白酶组织抑制剂-3
解聚素金属4(ADAMTS-4)
Keywords
degenerative knee osteoarthritis
Hedgehog signaling pathway
metalloproteinase inhibitor 3(Timp-3)
a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin motifs 4(ADAMTS-4)
分类号
R684.3 [医药卫生—骨科学]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
生理性拉应力通过Nell-1/Ihh信号通路对ATDC5软骨细胞分化的调控作用
董紫薇
齐慧川
马俊
薛晴
聂瑾涵
于航
胡敏
《吉林大学学报（医学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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2
Sonic Hedgehog通过上调Timp-3促进小鼠退行性膝关节炎的修复
李国诚
张国庆
《中国生物化学与分子生物学报》
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