模拟微重力效应下IL-4促进大鼠骨膜成骨

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作者 鲁飞翔 刘理金 +2 位作者 吴欣童 杨肖 孙联文 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期41-41,共1页

本课题组前期研究发现,模拟微重力效应(SMG)下骨膜干细胞(PSCs)的成骨分化能力增加,骨膜成骨活动增强,这可能有助于解释微重力下航天员皮质骨的相对稳定性,但其中机制尚未阐明。白介素-4(IL-4)与骨膜成骨存在明显相关性,而PSCs是骨膜成... 本课题组前期研究发现,模拟微重力效应(SMG)下骨膜干细胞(PSCs)的成骨分化能力增加,骨膜成骨活动增强,这可能有助于解释微重力下航天员皮质骨的相对稳定性,但其中机制尚未阐明。白介素-4(IL-4)与骨膜成骨存在明显相关性,而PSCs是骨膜成骨活动的主要细胞来源。目的探索微重力下IL-4水平变化及其对PSCs的增殖及分化的影响将有助于揭示骨膜成骨的变化机制。方法在体内实验中,对8周龄大鼠尾吊21 d,利用多通道生理信号采集系统检测比目鱼肌的肌力,ELISA法检测血清、比目鱼肌IL-4水平,免疫组化检测骨膜表面IL-4水平,免疫荧光染色检测骨膜表面骨膜蛋白的水平。在体外实验中,对PSCs加入重组IL-4,Alamar blue法检测PSCs的增殖,ELISA法检测ALP活性,茜素红染色检测矿化结节、q RT-PCR检测成骨向分化相关因子;此外,旋转培养PSCs,同时加入重组IL-4,利用Ed U染色检测PSCs增殖能力,q RTPCR检测成骨向分化潜能。结果体内实验显示:尾吊大鼠比目鱼肌的肌力下降,比目鱼肌及骨膜表面的IL-4水平升高,血清IL-4无明显变化;骨膜表面骨膜蛋白水平增加。体外实验显示:IL-4促进PSCs的增殖及成骨向分化能力,且在SMG下,IL-4对PSCs也具有类似的促进作用。结论模拟微重力效应下IL-4促进PSCs的增殖及分化能力,进而促进大鼠骨膜成骨。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 骨膜成骨 比目鱼肌 体内实验 体外实验 微重力 相对稳定性 皮质骨

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模拟微重力效应通过Piezo1和YAP诱导间充质干细胞线粒体功能障碍并导致其衰老

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作者 黄蕾 吕文君 +2 位作者 黄睿 宋关斌 罗庆 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期448-448,共1页

目的研究模拟微重力效应(simulated microgravity,SMG)对骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)衰老的影响及相关力信号转导机理。方法通过扁平腔式旋转培养系统模拟微重力效应,采用SA-β-gal阳性细胞率和衰老标志蛋白p5... 目的研究模拟微重力效应(simulated microgravity,SMG)对骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)衰老的影响及相关力信号转导机理。方法通过扁平腔式旋转培养系统模拟微重力效应,采用SA-β-gal阳性细胞率和衰老标志蛋白p53和p16表达量评价细胞衰老情况。通过细胞及线粒体ROS、线粒体膜电位和ATP产量评价线粒体功能。Western blot和免疫荧光考察YAP表达和亚细胞定位。通过Piezo1表达和胞内钙离子浓度评价Piezo1离子通道的激活情况。结果SMG提高了BMSCs中SA-β-gal阳性细胞率和衰老标志蛋白p53和p16表达量,提示SMG诱导BMSCs衰老。SMG增高了BMSCs中ROS和线粒体ROS含量,降低了线粒体膜电位和ATP产量,通过Mito-TEMPO(MT)处理恢复了线粒体功能并回救SMG诱导的细胞衰老,提示SMG通过导致线粒体功能障碍诱导BMSCs衰老。进一步研究发现,SMG促进Piezo1表达及YAP表达和核定位,通过Verteporfin(VP)抑制YAP表达或Gs MTx4抑制Piezo1离子通道活性均能回救SMG诱导的线粒体功能障碍和细胞衰老,提示Piezo1和YAP介导了SMG诱导的BMSCs线粒体功能障碍和细胞衰老。结论模拟微重力效应通过Piezo1和YAP诱导BMSCs线粒体功能障碍并导致其衰老。 展开更多

关键词 线粒体功能障碍 模拟微重力效应 阳性细胞率 线粒体膜电位 骨髓间充质干细胞 细胞衰老 离子通道

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微重力效应的物理解释及其应用 被引量：5

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作者 奚日升 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期346-356,共11页

讨论了微重力效应及其分子物理学解释,万有引力的单极性决定了它的累积性和宏观性,重力对自由分子的影响是微乎其微的,然而在流体,特别是在液体内部的具体条件下,重力对流体内部分子集团产生明显影响,以宏观的静压强形式表现出来.而当... 讨论了微重力效应及其分子物理学解释,万有引力的单极性决定了它的累积性和宏观性,重力对自由分子的影响是微乎其微的,然而在流体,特别是在液体内部的具体条件下,重力对流体内部分子集团产生明显影响,以宏观的静压强形式表现出来.而当重力变小,变微,流体内部的静压强也就趋于消失,由静压强产生的二级现象,如异相沉降或浮泛,同相的浮泛对流,液体自约束成球形,也就消失,这些就是微重力的一,二级物理效应.本文认为,Bossinesq近似对于流体而言实质上是线性热力学假设或近乎衡态假设,可以用初始平衡态的物性参量表征临界点时的无量纲数.提出一种重力消失诱发非平衡态向平衡态蜕变的猜想,从文中导出的瑞利数Ra的表达式可以看出,重力加速度的消失,可以使瑞利数的值从远离平衡态的湍流蜕变到稳定流动的瑞利-贝纳对流胞,甚至是没有宏观流动的平衡态.最后,将本文给出的理论解释模型应用到空间材料加工所需微重力水平的估算、空间材料加工工艺的微重力利用准则和空间装置中气体自然对流传热状态模拟的低真空和微重力的互换性方面. 展开更多

关键词 微重力效应 物理模型 流体物理 Bossinesq近似 空间试验 材料加工试验

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G-B-R复配物对模拟微重力效应诱导骨丢失的防护作用

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作者 刁岩 卢静 +4 位作者 孙贵才 郑春雨 王萌影 徐轶尔 王振宇 《中国骨质疏松杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1307-1312,共6页

目的从天然产物中寻找到对微重力效应诱导骨丢失具有防护作用的复配物。方法通过24种天然产物对骨髓干细胞和成骨细胞的增殖活性,筛选出具有较强效果的天然产物并对其进行复配;随后通过复配物对模拟微重力效应下昆明小鼠骨质丢失的影响... 目的从天然产物中寻找到对微重力效应诱导骨丢失具有防护作用的复配物。方法通过24种天然产物对骨髓干细胞和成骨细胞的增殖活性,筛选出具有较强效果的天然产物并对其进行复配;随后通过复配物对模拟微重力效应下昆明小鼠骨质丢失的影响来评价其骨丢失防护作用。结果银杏叶和荞麦花粉的复配物显示出最强的骨髓干细胞增殖活性;熟地黄显示出最强的成骨细胞增殖活性;在模拟微重力环境下不同剂量的银杏叶、荞麦花粉与熟地黄的复配物均显示出不同程度的骨丢失防护作用;高剂量组可以显著提高模型组小鼠血清中碱性磷酸酶的活性及股骨中的有机物含量。结论通过对天然产物促骨髓干细胞和成骨细胞增殖活性进行筛选和复配,发现所获得的G-B-R复配物对微重力效应诱导的骨丢失具有良好的防护作用。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 骨丢失 天然产物

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模拟微重力效应抑制皮肤成纤维细胞的迁移能力并影响YAP及细胞骨架 被引量：1

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作者 周宇豪 罗庆 宋关斌 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期299-299,共1页

目的研究地基模拟微重力效应(simulated microgravity,SMG)对人皮肤成纤维细胞HFF-1迁移能力的影响及相关机制。方法于SD大鼠背部建立全皮层损伤圆形伤口,通过大鼠尾吊实验研究模拟微重力效应对皮肤损伤愈合的影响。通过旋转培养器模拟... 目的研究地基模拟微重力效应(simulated microgravity,SMG)对人皮肤成纤维细胞HFF-1迁移能力的影响及相关机制。方法于SD大鼠背部建立全皮层损伤圆形伤口,通过大鼠尾吊实验研究模拟微重力效应对皮肤损伤愈合的影响。通过旋转培养器模拟微重力效应,采用划痕实验研究SMG对皮肤成纤维细胞HFF-1迁移能力的影响。通过Western blot考察SMG对HFF-1中YAP蛋白水平表达量及磷酸化的影响。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 皮肤成纤维细胞 损伤愈合 细胞骨架 旋转培养 迁移能力 划痕实验

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模拟微重力效应下大鼠胫骨皮质骨血管的变化以及与力学性能的关系

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作者 王守辉 孙联文 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期26-26,共1页

目的皮质骨是承重骨的主要力学承载部位,其内存在着大量的跨皮质骨血管维持着皮质骨的稳态。本文前期研究发现,模拟微重力效应会导致大鼠胫骨力学性能的显著下降,而皮质骨密度和微观结构均无显著降低。皮质骨血管的变化是否有可能影响... 目的皮质骨是承重骨的主要力学承载部位,其内存在着大量的跨皮质骨血管维持着皮质骨的稳态。本文前期研究发现,模拟微重力效应会导致大鼠胫骨力学性能的显著下降,而皮质骨密度和微观结构均无显著降低。皮质骨血管的变化是否有可能影响力学性能?目前尚不清楚。模拟微重力效应下大鼠胫骨皮质骨血管的变化以及与力学性能的关系。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 皮质骨 承重骨 大鼠 骨密度 胫骨 力学性能 血管

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模拟微重力效应对大鼠骨髓间充质干细胞向皮肤成纤维细胞分化的影响

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作者 程延思危 罗庆 宋关斌 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期284-284,共1页

目的骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)是一类具有多向分化能力的成体干细胞,可在皮肤的伤口部位分化为皮肤成纤维细胞参与伤口的修复。然而,目前人们对太空中的失重/微重力效应这一特殊力学环境如何影响这一分化过... 目的骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)是一类具有多向分化能力的成体干细胞,可在皮肤的伤口部位分化为皮肤成纤维细胞参与伤口的修复。然而,目前人们对太空中的失重/微重力效应这一特殊力学环境如何影响这一分化过程及其内在机制还了解不多。探讨模拟微重力效应下BMSCs向皮肤成纤维细胞分化能力的变化特性及规律。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 伤口部位 皮肤成纤维细胞 骨髓间充质干细胞 多向分化能力 成体干细胞 力学环境 BMSCS

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模拟微重力效应对巨噬细胞免疫功能调控机制的研究

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作者 石国琳 张弩 +1 位作者 王素芳 杨慧 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期331-331,共1页

目的在太空环境中,机体免疫系统会受到损伤,尤其是巨噬细胞,有多种功能,是研究细胞吞噬、细胞免疫和分子免疫学的重要对象,一直没有得到足够的重视。主要探讨微重力对巨噬细胞免疫功能的影响。方法采用地基模拟微重力效应的方法来进行研... 目的在太空环境中,机体免疫系统会受到损伤,尤其是巨噬细胞,有多种功能,是研究细胞吞噬、细胞免疫和分子免疫学的重要对象,一直没有得到足够的重视。主要探讨微重力对巨噬细胞免疫功能的影响。方法采用地基模拟微重力效应的方法来进行研究,具体来说,分别使用了两套系统,即随机定位仪(RPM)和旋转细胞培养系统(RCCS)。结果(1)巨噬细胞暴露于SMG后,细胞发生萎缩,并且表面伪足减少,吞噬功能显著下降。 展开更多

关键词 模拟微重力效应 细胞吞噬 分子免疫学 巨噬细胞 机体免疫系统 细胞免疫 太空环境 吞噬功能

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微重力对细胞衰老影响的研究进展

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作者 吕文君 宋关斌 罗庆 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期189-194,共6页

微重力是太空环境的典型特征。大量的太空飞行以及地基模拟实验显示,在微重力/模拟微重力效应刺激下细胞展现出细胞增殖减少和细胞周期停滞等衰老的典型生物学特征,但微重力/模拟微重力效应影响细胞衰老的分子机制尚不十分清楚。加深对... 微重力是太空环境的典型特征。大量的太空飞行以及地基模拟实验显示,在微重力/模拟微重力效应刺激下细胞展现出细胞增殖减少和细胞周期停滞等衰老的典型生物学特征,但微重力/模拟微重力效应影响细胞衰老的分子机制尚不十分清楚。加深对微重力环境影响细胞衰老机制的认识有助于探索太空微重力环境下的抗衰老策略和靶向干预手段。近年来,国内外学者在微重力/模拟微重力效应对细胞衰老的影响和相关机制方面开展了较多的研究探索,本文就相关研究进展进行综述。 展开更多

关键词 微重力 模拟微重力效应 细胞衰老 信号通路

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模拟失重对大鼠肝脏CYP1A2的影响研究 被引量：4

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作者 李玉娟 李盼盼 +2 位作者 孙欣欣 李勇枝 王佳平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期766-770,共5页

为揭示失重条件下药物代谢酶变化规律,考察了不同模拟失重周期对鼠肝代谢酶CYP1A2的影响.将大鼠尾悬吊3,7,14,21d模拟失重效应,分别采用Western-blot、Q-PCR及HPLC-UV检测鼠肝微粒体中CYP1A2的蛋白表达、mRNA表达及活性变化.与对照组相... 为揭示失重条件下药物代谢酶变化规律,考察了不同模拟失重周期对鼠肝代谢酶CYP1A2的影响.将大鼠尾悬吊3,7,14,21d模拟失重效应,分别采用Western-blot、Q-PCR及HPLC-UV检测鼠肝微粒体中CYP1A2的蛋白表达、mRNA表达及活性变化.与对照组相比,模拟失重3d大鼠肝脏CYP1A2的蛋白表达量显著下降(p<0.05),7,14d显著上升(p<0.05),21d略有下降(p>0.05).在大鼠肝脏CYP1A2mRNA量及活性方面,模拟失重3,7,14d均显著上升(p<0.05),21d上升不明显(p>0.05).实验结果表明模拟失重14d鼠肝中的CYP1A2蛋白、基因表达及活性显著上升,但21d各指标有恢复到正常组的趋势. 展开更多

关键词 CYP1A2 模拟微重力效应 代谢酶 大鼠

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晚期糖基化终末产物对尾吊大鼠后肢骨微观结构及力学性能的影响研究 被引量：1

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作者 杨肖 毛岩 +4 位作者 刘丛锦 张小雪 王守辉 孙联文 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期33-33,共1页

目的长期空间飞行导致失重性骨质疏松,其发生机理尚不清楚。晚期糖基化终末产物AGEs是老年性/糖尿病性骨质疏松发病机制之一,与失重性骨丢失关系尚不明确。本课题研究模拟微重力效应下AGEs改变与大鼠后肢骨微观结构、微观力学性能间的关... 目的长期空间飞行导致失重性骨质疏松,其发生机理尚不清楚。晚期糖基化终末产物AGEs是老年性/糖尿病性骨质疏松发病机制之一,与失重性骨丢失关系尚不明确。本课题研究模拟微重力效应下AGEs改变与大鼠后肢骨微观结构、微观力学性能间的关系,探究AGEs在失重性骨丢失中的作用。方法SD大鼠分为尾吊组和对照组,尾吊21 d。Micro-CT法检测骨微观结构参数,高效液相色谱法检测右后肢皮质骨/松质骨基质戊糖素(PEN)含量。 展开更多

关键词 晚期糖基化终末产物 模拟微重力效应 高效液相色谱法 尾吊 骨质疏松 骨丢失 皮质骨 微观力学性能

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