m6A去甲基化酶ALKBH5在骨细胞力学信号转导中的作用及机制

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作者 邵希 刘若冰 +3 位作者 裴启霖 王丹 颜泽栋 景达 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期244-244,共1页

目的m6A甲基化修饰在骨骼发育及骨骼系统疾病的发生发展中发挥关键作用,但在骨及骨细胞(OCY)力学信号转导及响应中的作用及机制仍未阐明。方法检测生理水平应力及微重力环境下体外及小鼠胫骨OCY中的关键m6A甲基化酶和m6A水平。通过慢病... 目的m6A甲基化修饰在骨骼发育及骨骼系统疾病的发生发展中发挥关键作用,但在骨及骨细胞(OCY)力学信号转导及响应中的作用及机制仍未阐明。方法检测生理水平应力及微重力环境下体外及小鼠胫骨OCY中的关键m6A甲基化酶和m6A水平。通过慢病毒感染敲低/过表达体外OCY中ALKBH5并构建OCY特异性ALKBH5敲除小鼠,明确ALKBH5对于正常应力和模拟微重力(SMG)环境下体外和体内OCY的活性、功能的影响。通过Me RIP-Seq进一步探索正常应力和SMG作用下ALKBH5调控骨力学敏感性的潜在机制。结果(1)正常应力和SMG环境特异性改变了OCY中ALKBH5的表达,并影响了m6A甲基化修饰丰度。(2)过表达ALKBH5能缓解微重力导致的体外OCY活性和功能异常,敲减ALKBH5抑制了生理性应力对OCY细胞活性、凋亡、骨代谢调控过程的积极作用。(3)生理性应力对OCY特异性ALKBH5敲除小鼠胫骨OCY的形态和活性、合成代谢能力的改善受到抑制。(4)力学环境导致的ALKBH5表达变化会影响Lars2的基因及蛋白水平,影响OCY线粒体呼吸链复合体蛋白翻译和线粒体产能,进而影响OCY的钙响应能力,从而影响OCY活性及其对成骨和破骨细胞的调控。结论ALKBH5是OCY中关键的骨力学敏感因子,它能够对不同力学环境做出响应,通过诱发下游Lars2表达的改变影响OCY钙响应能力,从而影响OCY的活性和功能。 展开更多

关键词 力学信号转导 慢病毒感染 骨力学 甲基化修饰 模拟微重力 骨细胞 骨骼发育 正常应力

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递增负荷运动对力学信号转导因子的影响效应 被引量：2

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作者 郑陆 姚敏 王智强 《山东体育学院学报》 北大核心 2009年第12期38-41,共4页

按照骨代谢周期设定17周逐级递增负荷运动，观察运动对大鼠部分重要力学信号转导因子的影响及作用效应。发现，大鼠运动13、15及17周组PGE2水平显著低于同期对照组（P〈0．01）；而运动13、15及17周组OPN水平显著高于同期对照组（P〈0... 按照骨代谢周期设定17周逐级递增负荷运动，观察运动对大鼠部分重要力学信号转导因子的影响及作用效应。发现，大鼠运动13、15及17周组PGE2水平显著低于同期对照组（P〈0．01）；而运动13、15及17周组OPN水平显著高于同期对照组（P〈0．01）；NO仅在运动13周组显著高于同期对照组（P〈0．01）；ALP则在运动4周、11周、15及17周组均显著高于同期对照组（P〈0．01-0．05）。结果表明，所测定的重要力学信号转导因子对运动负荷反应敏感，通过转导过量运动负荷信号，诱导机体产生破骨作用占优势的骨代谢改变，导致骨量降低。 展开更多

关键词 递增负荷运动 力学信号转导因子 成骨与破骨作用 骨量

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环氧合酶-2基因表达调控与成骨细胞力学信号转导 被引量：1

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作者 汪卫国 段小红 张少锋 《国外医学（口腔医学分册）》 2004年第1期26-27,共2页

大量研究证明环氧合酶-2基因表达在成骨细胞的力学信号转导中有着关键性的作用,该基因表达调控机制的精确阐明将有助于发展有关骨骼新陈代谢和炎症紊乱的新治疗原则。但环氧合酶-2基因表达与成骨细胞力学信号转导的关系还不完全清楚。... 大量研究证明环氧合酶-2基因表达在成骨细胞的力学信号转导中有着关键性的作用,该基因表达调控机制的精确阐明将有助于发展有关骨骼新陈代谢和炎症紊乱的新治疗原则。但环氧合酶-2基因表达与成骨细胞力学信号转导的关系还不完全清楚。本文试从基因表达调控的角度对环氧合酶-2基因表达在成骨细胞力学信号转导中的作用作一综述。 展开更多

关键词 环氧合酶-2 基因表达 成骨细胞 力学信号转导 基因转录 核因子-KB

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S1Pr1通过调节血管内皮细胞中YAP的激活参与骨中的力学信号转导

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作者 杨成遇 刘洋 +3 位作者 肖遥 王紫嫣 张家宁 刘超 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期199-199,共1页

目的骨损伤修复过程中,合适的力学刺激能够调控愈伤组织中的血管形态,促进损伤的修复。其中的机理尚不清楚。血管内皮细胞表面鞘氨醇-1-磷酸受体1(S1Pr1)被证明能够响应力学刺激,且对血管稳态维持至关重要。本文假定血管内皮细胞S1Pr1... 目的骨损伤修复过程中,合适的力学刺激能够调控愈伤组织中的血管形态,促进损伤的修复。其中的机理尚不清楚。血管内皮细胞表面鞘氨醇-1-磷酸受体1(S1Pr1)被证明能够响应力学刺激,且对血管稳态维持至关重要。本文假定血管内皮细胞S1Pr1参与力学刺激调控骨愈伤组织血管形态改变。 展开更多

关键词 力学刺激 血管内皮细胞 血管形态 愈伤组织 力学信号转导 鞘氨醇 损伤的修复 血管稳态

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从生物力学到力学生物学的进展 被引量：29

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作者 姜宗来 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期309-332,共24页

本文介绍了现代生物力学的发展历程和冯元帧先生的贡献、力学生物学的概念与发展以及我国生物力学的发展历程和力学生物学的研究新进展;思考了从生物力学到力学生物学的进展与现状;展望了我国生物力学学科发展的愿景.

关键词 生物力学 力学生物学 应力-生长 重建 力学信号转导

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我国生物力学研究现状与展望 被引量：22

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作者 姜宗来 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期161-168,共8页

生物力学是研究生命体运动和变形的学科,通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。生物力学研究领域最新的主要进展和发展趋势是力学生物学和生物力学建模分析及其临床应用。文中介绍了... 生物力学是研究生命体运动和变形的学科,通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。生物力学研究领域最新的主要进展和发展趋势是力学生物学和生物力学建模分析及其临床应用。文中介绍了我国生物力学研究在心血管力学生物学、分子生物力学、骨关节与软组织生物力学、临床医学和康复工程生物力学,以及生物力学在空间生命科学、生物材料、体育运动和生物医学技术中应用与交叉等领域所取得的具有国际水平的新成果。这些研究不仅对于揭示正常机体生长、发育和衰老的机理和自然规律,而且对于阐明机体疾病的发病机理以及提供诊断和治疗的一些基本原理,包括新型药物和新技术的研发,都将有重要的理论和实际意义。展望我国生物力学学科发展,应进一步加强学科交叉融合与交叉创新能力,在解决关键科学问题,明确力学因素在疾病发生发展中作用的同时,要致力于发展相关的新技术新方法,紧密联系临床防病治病,在提出具有生物力学特色的新思路上有所作为,为人类健康事业做出应有的贡献。 展开更多

关键词 生物力学 力学生物学 组织工程 力学信号转导 重建

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肿瘤细胞力学与力学生物学研究进展 被引量：2

7

作者 刘贻尧 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期85-95,共11页

肿瘤从发生发展到最后完成转移,整个过程是一个高度调控、高度复杂的病理学过程。首先,少部分原发病灶的肿瘤细胞会从表皮样向间充质样转变,即发生上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),从而获得迁移能力,迁移运动... 肿瘤从发生发展到最后完成转移,整个过程是一个高度调控、高度复杂的病理学过程。首先,少部分原发病灶的肿瘤细胞会从表皮样向间充质样转变,即发生上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),从而获得迁移能力,迁移运动至循环系统(血液或淋巴系统),部分肿瘤细胞获得一定的剪切耐受性和抗失巢凋亡的能力,成为循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs),为其进一步转移提供便利。 展开更多

关键词 切应力 几何形态 肿瘤细胞 胞外基质 力学生物学 小窝蛋白 细胞凋亡 力学信号转导 细胞力学 自我更新

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单个和多个肌动蛋白力学性能的分子动力学模拟

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作者 郝寅静 潘君 +2 位作者 吕守芹 苏梓南 崔玉红 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期281-281,共1页

目的探究细胞核、细胞质和细胞内外结构中单个和多个肌动蛋白的力学性能以及力学信号转导过程。方法设计特定氨基酸序列的多肽链作为单体肌动蛋白(G-actin)层次的力探针分子,采用拉伸分子动力学模拟方法研究单个和多个肌动蛋白受力和变... 目的探究细胞核、细胞质和细胞内外结构中单个和多个肌动蛋白的力学性能以及力学信号转导过程。方法设计特定氨基酸序列的多肽链作为单体肌动蛋白(G-actin)层次的力探针分子,采用拉伸分子动力学模拟方法研究单个和多个肌动蛋白受力和变形的关系,并与实验结果进行对比。首先,直接对探针分子两端施加拉力获得探针分子的力-移曲线,并与实验结果进行比较。其次,探究单个和多个G-actin分子在载荷作用下的机械力和变形关系,进一步分析G-actin的构象变化和规律。 展开更多

关键词 肌动蛋白 力学信号转导 构象变化 多肽链 分子动力学模拟 探针分子 氨基酸序列 载荷作用

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力学刺激诱导细胞自噬的研究进展

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作者 周芳 闫志平 +1 位作者 马伦杰 刘肖珩 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第6期555-564,共10页

自噬是细胞重要的自我保护机制,多种伤害性刺激激活的自噬具有维持细胞稳态和正常功能的作用.此外,自噬还参与调控恶性肿瘤、动脉粥样硬化等多种疾病的发生发展过程.体内细胞处于复杂的力学微环境中,力学刺激参与调控细胞自噬,如压力可... 自噬是细胞重要的自我保护机制,多种伤害性刺激激活的自噬具有维持细胞稳态和正常功能的作用.此外,自噬还参与调控恶性肿瘤、动脉粥样硬化等多种疾病的发生发展过程.体内细胞处于复杂的力学微环境中,力学刺激参与调控细胞自噬,如压力可诱导心肌细胞的自噬、牵张力调控运动系统多种细胞的自噬、流体剪切力可激活血管内皮细胞和肿瘤细胞的自噬.力学刺激诱导的细胞自噬依赖众多信号通路.细胞骨架作为重要的调节因子,不仅参与细胞力学信号转导,同时可参与调控细胞自噬.因此,细胞骨架与力学刺激诱导的细胞自噬密切相关.本文结合最新的研究成果,综述力学刺激对细胞自噬的影响及其分子机制,以期为研究力学刺激对细胞生物学行为的影响提供新的视角,进而为相关疾病的治疗提供新思路和分子靶点. 展开更多

关键词 自噬 恶性肿瘤 力学刺激 细胞骨架 力学信号转导

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切应力条件下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞整合素β_1和F-actin的变化 被引量：6

10

作者 王栋 李玉泉 +1 位作者 张炎 姜宗来 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2004年第1期2-5,F003,共5页

目的　探讨与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞力学信号转导的机制 ,研究切应力对联合培养的内皮细胞表面整合素 β1和F actin的影响。方法　应用免疫荧光双重标记、激光共聚焦扫描显微镜和计算机图象分析等技术 ,观察了在 2Pa层流切... 目的　探讨与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞力学信号转导的机制 ,研究切应力对联合培养的内皮细胞表面整合素 β1和F actin的影响。方法　应用免疫荧光双重标记、激光共聚焦扫描显微镜和计算机图象分析等技术 ,观察了在 2Pa层流切应力的作用下 ,与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞表面整合素 β1的含量及细胞骨架F actin的变化 ,时相点分别取 1h、6h、12h和 2 4h。同时 ,以静态条件下联合培养的内皮细胞为对照组。结果　静态条件下联合培养的内皮细胞表面整合素 β1含量少 ,F actin含量亦少 ;在 2Pa层流切应力的作用下 ,随着时间延长 ,整合素 β1表达逐渐增多 ,并且有沿F actin分布的趋势 ,在 12h达到峰值 ,后又下降 ;F actin含量持续增加直至 2 4h。结论　结果提示整合素 β1作为重要的粘附分子 ,与细胞骨架F actin的相互协作 。 展开更多

关键词 生物力学 力学信号转导 内皮细胞 血管平滑肌细胞 整合素Β1 F-ACTIN

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流体剪切应力对骨细胞分子活动的影响 被引量：7

11

作者 孙晓江 戴尅戎 汤亭亭 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2007年第1期109-114,共6页

机械应力在骨的生长、重建过程中起着十分重要的作用。应力刺激作用于骨组织后对应力感受细胞(骨细胞、成骨细胞)产生牵张应力及流体剪切应力(FSS)刺激,进而影响细胞内相关基因的表达,在此过程中流体剪切应力占主导作用。目前FSS引起骨... 机械应力在骨的生长、重建过程中起着十分重要的作用。应力刺激作用于骨组织后对应力感受细胞(骨细胞、成骨细胞)产生牵张应力及流体剪切应力(FSS)刺激,进而影响细胞内相关基因的表达,在此过程中流体剪切应力占主导作用。目前FSS引起骨细胞分子活动的具体机制还不明确,细胞膜上的应力敏感离子通道、整合素-细胞骨架复合体以及缝隙连接/CX43半通道结构可能在力学信号转导过程中起重要作用,它们可能通过促分裂原活化蛋白激酶(Mitogen- activated protein kinase,MAPK)通路、蛋白激酶A/蛋白激酶C(PKA/PKC)通路、核因子κB(NFκB)通路、RhoA/Rho-激酶(RohA-dependent kinase,ROCK)通路以及Ca^(2+)通路起作用,最终影响细胞生长因子、转录因子以及成骨相关基质蛋白的表达。FSS影响骨细胞分子活动的应力传导以及信号转导的确切机制仍需要进一步阐明。 展开更多

关键词 应力感受细胞 流体剪切应力 整合素-细胞骨架复合体 力学信号转导 基因表达

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内外源性应力对间质干细胞成软骨分化的调控 被引量：1

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作者 邱静怡 万凌云 +1 位作者 赵志河 李娟 《国际口腔医学杂志》 CAS 北大核心 2016年第4期449-455,共7页

间质干细胞(MSC)来源的多元性为诱导其成脂向分化、成肌向分化、成骨向分化和成软骨向分化奠定了生物学基础,诱导MSC成软骨向分化受化学刺激和力学刺激等因素的调节。外源性应力和内源性应力是力学刺激的两种基本形式,改变细胞外基质(E... 间质干细胞(MSC)来源的多元性为诱导其成脂向分化、成肌向分化、成骨向分化和成软骨向分化奠定了生物学基础,诱导MSC成软骨向分化受化学刺激和力学刺激等因素的调节。外源性应力和内源性应力是力学刺激的两种基本形式,改变细胞外基质(ECM)硬度、细胞形态、ECM纳米形貌和细胞密度等内源性应力,加载单纯压缩力、压缩力、联合剪切力、牵张力和流体静压力等外源性应力,均对MSC成软骨向分化有不同程度的影响;因此,深入研究内外源性力学刺激调控MSC成软骨分化的效应及机制,对于促进软骨再生和修复,既必要也可行。本文就内外源性应力对MSC成软骨向分化的调控等研究进展作一综述,旨在为后续的研究提供参考。 展开更多

关键词 间质干细胞 力学刺激 力学信号转导 干细胞分化 成软骨分化

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低强度脉冲超声的骨骼肌修复效应及生物学机制研究进展 被引量：1

13

作者 唐量 孙丽君 +1 位作者 尹冠军 郭建中 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第1期121-128,共8页

骨骼肌是保持人体姿态和运动机能的重要组织器官。大量研究采用低强度脉冲超声治疗骨折、骨不连、肌腱和韧带损伤等并取得了较好的效果。然而应用低强度脉冲超声进行肌肉相关疾病治疗的研究相对较少,详细的机制仍不确定。该文综合相关... 骨骼肌是保持人体姿态和运动机能的重要组织器官。大量研究采用低强度脉冲超声治疗骨折、骨不连、肌腱和韧带损伤等并取得了较好的效果。然而应用低强度脉冲超声进行肌肉相关疾病治疗的研究相对较少,详细的机制仍不确定。该文综合相关研究报道,介绍了应用低强度脉冲超声进行肌肉修复的生物效应和细胞、肌细胞因子和细胞内信号转导通路的超声作用机制的研究现状。对现有研究存在的问题做了分析,并对肌肉组织损伤的超声治疗和对抗的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 低强度脉冲超声 肌肉 卫星细胞 肌细胞因子 力学信号转导

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基底硬度的增加加剧肝血窦内皮细胞毛细血管化

14

作者 李珮文 李宁 龙勉 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期92-93,共2页

肝血窦内皮细胞(Liver sinusoidal endothelial cell,LSEC)是肝内特化的毛细血管内皮,是保护肝细胞免受损伤的第一道防线。窗孔是LSEC的特征性结构,贯穿细胞,直径在50~200 nm。LSEC毛细血管化是肝纤维化过程中的一个显著病理特征,窗孔... 肝血窦内皮细胞(Liver sinusoidal endothelial cell,LSEC)是肝内特化的毛细血管内皮,是保护肝细胞免受损伤的第一道防线。窗孔是LSEC的特征性结构,贯穿细胞,直径在50~200 nm。LSEC毛细血管化是肝纤维化过程中的一个显著病理特征,窗孔消失是毛细血管化的重要特征。目前对肝脏纤维化过程中组织硬度增加对LSEC影响的生物力学调控机制尚不清楚。本研究利用不同交联度的聚丙烯酰胺水凝胶体外模拟肝脏组织硬度的变化,并通过对相关力学敏感基因和蛋白表达检测、窗孔孔隙率的统计分析以及小分子抑制剂的使用,探究了基底硬度对LSEC毛细血管化和功能的影响及其相关分子机制。研究结果显示,硬度的增加加剧了LSEC的毛细血管化,在1、6、60 kPa的水凝胶上培养LSEC 3 d,孔隙率随体外培养时间和基底硬度增加而下降,同时LSEC毛细血管化的标志分子CD31膜表达也增加。窗孔的形成和存在与细胞骨架的重组之间存在密切关联,荧光成像显示肌动蛋白微丝紧紧围绕在窗孔的周围;使用肌动蛋白聚合抑制剂后,可观察到窗孔数目显著性增多;相应地,随着硬度增加,LSEC的肌动蛋白微丝也不断增加。采用Ⅱ型肌球蛋白抑制剂处理LSEC,因硬度增加所导致的窗孔退化加剧得到了有效抑制。此外,LSEC对氧化低密度脂蛋白有很强的吞噬清除功能,这种能力随体外培养时间增加而降低;有趣的是,在硬基底上的长时间培养比软基底上更好的保留了这种功能,提示一种可能的LESC细胞自我保护功能。对1 kPa和60 kPa水凝胶上培养的LSEC进行RNA测序分析,结果显示,在硬基底上与细胞骨架、胞间黏附、清道夫受体以及血管内皮细胞生长因子受体等相关的基因上调。以上结果表明,力学信号转导通路在肝血窦内皮细胞毛细血管化中扮演着重要作用,该研究的相关结果可为深入认识LSEC毛细血管化、治疗肝纤维化和肝硬化提供新思路。 展开更多

关键词 肝血窦内皮细胞 基底硬度 毛细血管化 窗孔 力学信号转导

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DDR1感知细胞外基质刚度并介导基质刚度对血管平滑肌细胞功能的调控

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作者 王谨 周菁 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期55-55,共1页

目的盘状结构域受体DDR1以胶原为配体,介导细胞与基质微环境的互作,并参与调控血管钙化。本研究团队已发现,细胞外基质硬化引起血管平滑肌细胞表型转化,该过程与DNA甲基转移酶DNMT1的表达下调有关,而对于细胞如何感知基质刚度尚不清楚... 目的盘状结构域受体DDR1以胶原为配体,介导细胞与基质微环境的互作,并参与调控血管钙化。本研究团队已发现,细胞外基质硬化引起血管平滑肌细胞表型转化,该过程与DNA甲基转移酶DNMT1的表达下调有关,而对于细胞如何感知基质刚度尚不清楚。明确DDR1对基质刚度的感知及DDR1-DNMT1轴对平滑肌细胞功能的调控作用,揭示由DDR1介导的力学信号转导与血管硬化调控机制。 展开更多

关键词 DDR1 细胞外基质 血管平滑肌细胞 DNA甲基转移酶 力学信号转导 血管钙化 血管硬化 DNMT1

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