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初级纤毛在关节软骨中的生物力学效应

医用生物力学 2020年第6期35卷 754-759,766页

作者：许博洋方添玉赵美丹天津中医药大学针灸推拿学院天津301617 北京大学运动医学研究所北京100191 北京市运动医学关节伤病重点实验室北京100191 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津中医药大学实验针灸学研究中心天津301617

生物力学因素对于关节软骨的稳态维持具有至关重要的作用。初级纤毛是一种可同时感受力学信号和化学信号的细胞器,并于软骨细胞膜表面也存在有初级纤毛分布。其与多个信号转导通路相关,共同参与软骨细胞表型维持和物质代谢的过程。同时... 详细信息

生物力学因素对于关节软骨的稳态维持具有至关重要的作用。初级纤毛是一种可同时感受力学信号和化学信号的细胞器,并于软骨细胞膜表面也存在有初级纤毛分布。其与多个信号转导通路相关,共同参与软骨细胞表型维持和物质代谢的过程。同时,初级纤毛的异常也关联到多种人类的骨关节类疾病。主要论述初级纤毛在软骨细胞力学微环境中的作用,以及与其他信号通路的交互作用机制,探讨其与骨关节疾病的联系,以期为骨科临床和基础科研提供一定的科学依据。

关键词：初级纤毛软骨细胞力学转导信号通路

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初级纤毛与Wnt信号通路相关性研究进展

遗传 2015年第3期37卷 233-239页

作者：张蔓丽卢彦平李亚里中国人民解放军总医院妇产科北京100853

初级纤毛是一类以微管为基础结构的细胞器,其来源于细胞的母中心粒,锚定在细胞膜并如"天线"般突出细胞表面。作为细胞感受器,初级纤毛从环境中接受各种信号,传导至细胞内引起细胞反应。近期的研究表明,初级纤毛对与胚胎发育密切相关的Wn... 详细信息

初级纤毛是一类以微管为基础结构的细胞器,其来源于细胞的母中心粒,锚定在细胞膜并如"天线"般突出细胞表面。作为细胞感受器,初级纤毛从环境中接受各种信号,传导至细胞内引起细胞反应。近期的研究表明,初级纤毛对与胚胎发育密切相关的Wnt信号通路的传导起重要作用。纤毛的损害可造成Wnt信号通路的异常,并引起胚胎中多类脏器一系列的病理改变,导致初级纤毛相关疾病的发生。文章主要阐述了初级纤毛与Wnt/β-catenin、Wnt/PCP通路及初级纤毛相关疾病之间的关系,并对初级纤毛相关疾病的治疗进行了初步探讨。对初级纤毛与Wnt信号通路关系的深入研究将有助于人们对该类疾病的进一步诊断和治疗。

关键词：初级纤毛 Wnt信号通路初级纤毛相关疾病

初级纤毛在颅颌面和牙发育中的调控作用及其机制

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中华口腔医学杂志 2023年第8期58卷 791-798页

作者：孙瑶同济大学口腔医学院·同济大学附属口腔医院口腔种植科、上海市牙组织修复与再生工程技术研究中心上海200072

初级纤毛是细胞表面突起的重要细胞感受器,存在于脊椎动物大多数类型的细胞。初级纤毛可感受细胞外的机械信号、化学信号和光信号并将其传导至细胞内,对胚胎发育和维持组织稳态等至关重要。负责纤毛结构或功能的基因突变可导致纤毛信号... 详细信息

初级纤毛是细胞表面突起的重要细胞感受器,存在于脊椎动物大多数类型的细胞。初级纤毛可感受细胞外的机械信号、化学信号和光信号并将其传导至细胞内,对胚胎发育和维持组织稳态等至关重要。负责纤毛结构或功能的基因突变可导致纤毛信号转导异常,进而导致纤毛病。约30%的纤毛病以颅颌面表型为特征,常见的纤毛病相关颅颌面缺陷包括小颌畸形、唇裂、腭裂、眶距过宽或过窄、鼻梁扁平、前额突出和颅缝早闭等,提示初级纤毛在颅颌面发育过程中发挥重要作用。本文总结了初级纤毛中参与调控颅颌面发育过程的关键基因以及重要纤毛基因突变造成的疾病表型,以期为了解初级纤毛相关颅颌面先天性发育缺陷的病因提供参考。

关键词：纤毛初级纤毛信号转导颅颌面发育

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初级纤毛在骨组织力学信号传导中的作用

医用生物力学 2013年第5期28卷 580-584页

作者：关俊杰汪泱张长青上海交通大学附属第六人民医院骨科上海200233 上海市第六人民医院四肢显微外科研究所上海200233

骨组织不断接受力学刺激并保持骨形成和骨吸收的动态平衡。目前,人们仍不清楚骨组织如何感知力学刺激。越来越多的研究表明初级纤毛可能是骨组织力学刺激感受器,并将细胞外的力学刺激信号转化为细胞内的生化信息,最终骨组织实现其结构... 详细信息

骨组织不断接受力学刺激并保持骨形成和骨吸收的动态平衡。目前,人们仍不清楚骨组织如何感知力学刺激。越来越多的研究表明初级纤毛可能是骨组织力学刺激感受器,并将细胞外的力学刺激信号转化为细胞内的生化信息,最终骨组织实现其结构的重塑。在此,本文将对初级纤毛研究现状进行综述,并预测初级纤毛未来的研究趋势,为利用初级纤毛来防治骨质疏松症打下基础。

关键词：力学刺激初级纤毛力学传递生物力学

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微流控通道内细胞及其初级纤毛的力传导行为

力学学报 2021年第1期53卷 260-277页

作者：李朝鑫武晓刚孙玉琴秦迎泽段王平张美珍王艳芹陈维毅卫小春太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 太原理工大学生物医学工程学院太原030024 骨与软组织损伤修复山西省重点实验室太原030001 太原理工大学体育学院太原030024

细胞处于复杂的生理环境之下,附着在细胞表面的初级纤毛被认为是重要的力学信号传感器,其与细胞的代谢、发育、分裂和增殖等生理活动密切相关.为了研究细胞及其初级纤毛在微流体环境下的力传导行为,本文建立了力−电协同驱动下的矩形微... 详细信息

细胞处于复杂的生理环境之下,附着在细胞表面的初级纤毛被认为是重要的力学信号传感器,其与细胞的代谢、发育、分裂和增殖等生理活动密切相关.为了研究细胞及其初级纤毛在微流体环境下的力传导行为,本文建立了力−电协同驱动下的矩形微流控通道和含有多孔黏弹性属性的贴壁细胞有限元模型系统.考察了细胞的细胞质和细胞核在振荡层流下的应力、应变、孔隙压力和孔隙流速等力学信号响应,量化研究了初级纤毛作为细胞独特的力学感受器的生物力学行为.结果表明:细胞在振荡层流下的力学响应表现出和外加力−电驱动载荷相同的震荡规律.渗透率是细胞多孔弹性力学行为的主要影响因素.初级纤毛是细胞主要的力学感受器,细胞可以通过纤毛长度和直径调节其力学感受敏感性(应力影响区域),随着初级纤毛长度的增大,其纤毛挠曲刚度减小,但是敏感性增大.模型的建立为进一步研究微流体剪切作用下的细胞生长、分化等微观机理提供基础,同时也为检测细胞微结构器(纤毛等蛋白链)的力学性能提供了理论技术支持.

关键词：细胞初级纤毛微流控多孔黏弹性力传导

初级纤毛介导的Shh信号对大鼠骨髓基质细胞神经元样细胞分化的影响

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第二军医大学学报 2013年第9期34卷 934-939页

作者：黄家贵徐兰沈长波刘舒杨琴重庆医科大学附属第一医院神经内科重庆400016

目的探讨初级纤毛介导的Sonic hedgehog(Shh)信号对大鼠骨髓基质细胞(MSCs)神经元样细胞分化的影响。方法全骨髓贴壁法分离培养大鼠MSCs。实验分为白藜芦醇正常培养组、白藜芦醇诱导组、Smoothened(Smo)激动剂SAG组、Smo抑制剂环巴明组... 详细信息

目的探讨初级纤毛介导的Sonic hedgehog(Shh)信号对大鼠骨髓基质细胞(MSCs)神经元样细胞分化的影响。方法全骨髓贴壁法分离培养大鼠MSCs。实验分为白藜芦醇正常培养组、白藜芦醇诱导组、Smoothened(Smo)激动剂SAG组、Smo抑制剂环巴明组,分别给予相应的药物处理。倒置显微镜下观察各组细胞形态;免疫荧光法检测各组细胞初级纤毛及Shh信号通路相关蛋白[Ac-Tu、Patched(Ptc)、Smo、Gli1]的表达;RT-PCR检测各组细胞Smo、Gli1mRNA的表达;蛋白质印迹法检测各组细胞Smo和Gli1蛋白的表达。结果正常培养的大鼠MSCs不表达初级纤毛。经过预诱导或饥饿处理24h后,MSCs表达初级纤毛及Ptc、Smo和Gli1蛋白,其中Smo和Gli1蛋白位于胞质,Ptc蛋白位于初级纤毛。正常培养时,白藜芦醇不能促使Smo移位及MSCs向神经元样细胞分化。当MSCs表达初级纤毛时,白藜芦醇及SAG可使Smo从胞质进入初级纤毛,同时伴随MSCs向神经元样细胞分化及Smo、Gli1mRNA和蛋白表达水平的增加(P初级纤毛并存在Shh信号,初级纤毛介导的Shh信号参与调控大鼠MSCs的神经元样细胞分化。

关键词： Shh信号初级纤毛骨髓基质细胞神经元样细胞细胞分化

初级纤毛及Hedgehog信号通路在银屑病角质形成细胞增殖过程中的作用

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武汉大学学报（医学版） 2013年第3期34卷 339-343页

作者：张健顾军毕新岭上海市第七人民医院皮肤科上海200137 第二军医大学附属长海医院皮肤科上海200433

目的:探讨初级纤毛相关基因及Hedgehog(Hh)信号通路在角质形成细胞(KC)增殖过程中的作用,寻找治疗银屑病的特异性靶向治疗途径。方法:体外培养HaCaT细胞(人永生化表皮细胞系),并通过肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导HaCaT细胞过度增殖,从而... 详细信息

目的:探讨初级纤毛相关基因及Hedgehog(Hh)信号通路在角质形成细胞(KC)增殖过程中的作用,寻找治疗银屑病的特异性靶向治疗途径。方法:体外培养HaCaT细胞(人永生化表皮细胞系),并通过肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导HaCaT细胞过度增殖,从而在体外模拟银屑病KC的增殖状态。构建纤毛生成必需基因Ift88特异性siRNA表达载体,体外转染TNF-α诱导的过度增殖HaCaT细胞,24 h后扫描电镜观察KC表面的纤毛生长情况,检测纤毛相关基因和Hh通路中Ptch-1和Gli-1的蛋白表达水平,并观察细胞的增殖情况。结果:TNF-α诱导的过度增殖的HaCaT细胞表达的初级纤毛较多,纤毛相关基因和Hh通路中Ptch-1和Gli-1均高表达。抑制Ift88基因表达能够有效减少具有初级纤毛的细胞比例,并且下调Ptch-1和Gli-1的表达,HaCaT细胞的增殖也受到明显抑制。结论:抑制纤毛的形成能够阻断Hh信号通路,从而抑制KC的过度增殖;初级纤毛可能参与了银屑病的发生,通过激活Hh信号通路促进银屑病的发生和发展。

关键词：初级纤毛 Hedgehog信号通路银屑病角质形成细胞

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初级纤毛的若干研究进展

武汉大学学报（医学版） 2012年第5期33卷 753-757页

作者：张健毕新岭顾军上海市第七人民医院皮肤科上海200137 第二军医大学附属长海医院皮肤科上海200433

初级纤毛是近年来生物医学领域的一个研究热点。它是一种广泛存在于各种细胞表面的细胞器,体形微小但结构复杂,作用强大,具有重要的感官作用,能感知细胞外机械和化学信号变化并协助其转导至细胞内部,从而引起细胞应答。近年发现Hedgehog... 详细信息

初级纤毛是近年来生物医学领域的一个研究热点。它是一种广泛存在于各种细胞表面的细胞器,体形微小但结构复杂,作用强大,具有重要的感官作用,能感知细胞外机械和化学信号变化并协助其转导至细胞内部,从而引起细胞应答。近年发现Hedgehog、Wnt等多种发育信号通路的运行和调控依赖于初级纤毛,决定了它在人体许多组织和器官的发育成形及正常生理活动中扮演重要角色,同时也决定了其结构和功能的异常导致多种纤毛相关疾病的发生,包括一些遗传病和肿瘤等。随着免疫荧光染色、共聚焦显微镜观察等新实验方法的应用,人们对初级纤毛有了更深入的了解,为进一步指导纤毛相关疾病的干预诊疗奠定了基础。

关键词：纤毛初级纤毛信号传导通路纤毛病

初级纤毛/鞭毛转运系统介导力学反应性信号通路促骨髓基质干细胞成骨分化

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中国组织工程研究 2024年第25期28卷 3937-3941页

作者：马占华严旭姜岩曹争明王永魁李东哲杨腾越靳宜楷付苏张春霖郑州大学第一附属医院骨科河南省郑州市450000

背景:目前已证实力学刺激可以促进骨髓基质干细胞成骨分化,但其机制未完全明了。初级纤毛是重要的力学感受器并调控TGF-β1/BMP-2/SMAD等多种信号通路,很可能是骨髓基质干细胞力学调控的重要靶点。目的:探讨流体剪切力对骨髓基质干细胞... 详细信息

背景:目前已证实力学刺激可以促进骨髓基质干细胞成骨分化,但其机制未完全明了。初级纤毛是重要的力学感受器并调控TGF-β1/BMP-2/SMAD等多种信号通路,很可能是骨髓基质干细胞力学调控的重要靶点。目的:探讨流体剪切力对骨髓基质干细胞成骨分化的影响及机制。方法:将大鼠骨髓基质干细胞分为对照组、力学刺激组(通过摇床施加流体剪切力学干预)、力学刺激+IFT88沉默组(力学刺激+使用siRNA沉默IFT88表达),干预24 h后,采用qRT-PCR检测转化生长因子β1、骨形成蛋白2的表达、Western blot检测磷酸化SMAD2/3蛋白的表达,初级纤毛免疫荧光染色及形态学分析。结果与结论:剪切力刺激可促进骨髓基质干细胞的初级纤毛表达,转化生长因子β1及骨形成蛋白2基因转录激活,提高磷酸化SMAD2/3蛋白表达。siRNA干扰初级纤毛生成后,这一力学反应效应明显减低。骨髓基质干细胞的初级纤毛面积改变比值与转化生长因子β1及骨形成蛋白2基因转录增高比例具有Spearman相关性。结果表明:初级纤毛/鞭毛转运系统介导了流体剪切力反应性的TGF-β1/BMP-2/SMAD信号通路激活,促进骨髓基质干细胞成骨分化。

关键词：骨髓基质干细胞转化生长因子β1 骨形成蛋白2 初级纤毛鞭毛转运系统剪切力学刺激