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骨髓间充质干细胞来源的外泌体抑制地塞米松诱导的C2C12肌管萎缩

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中国药理学通报 2025年第1期41卷 50-56页

作者：柯义兵丁永宏阿布都克热木·达吾提郭浩然兰志杰王勇平兰州大学第一临床医学院甘肃兰州730000 宁夏医科大学宁夏银川750000 兰州大学第一医院骨科甘肃兰州730000

目的研究骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)来源的外泌体(exsomes,EXOs)对地塞米松(dexamethasone,DEX)诱导的C2C12肌管萎缩的影响。方法(1)分离提取培养C57BL/6J小鼠BMSCs。(2)提取并鉴定BMSCs-EXOs。(3)C2C12细胞成肌分化。(4)将肌管细胞分为对照组(Control,2%马血清培养基培养48 h)、地塞米松组(DEX、浓度为10μmol·L^(-1)的DEX干预肌管48 h)、外泌体组(EXOs、外泌体干预肌管48 h)、外泌体抑制剂组(GW4869、10μmol的GW4869干预BMSCs后提取的外泌体干预肌管48 h)。48 h后测量各组肌管直径,CCK-8法检测各组细胞活力,Western blot检测各组肌肉萎缩及成肌分化相关蛋白的表达量。结果BMSCs呈长梭形,BMSCs-EXOs在透射电镜下为圆形的双层膜结构,直径约200 nm,且高表达CD9、CD63和CD81。相比于Control组,DEX组细胞活性降低(P<0.01),肌管细胞直径减少(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.01)的表达明显上调,MYOD(P<0.01)蛋白表达降低;相比于DEX组,BMSCs-EXOs组细胞活性升高(P<0.01),肌管细胞直径增加(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.01)的表达明显下调,MYOD(P<0.01)蛋白表达升高;相比于BMSCs-EXOs组,BMSCs-EXOs(GW4869)组细胞活性降低(P<0.05),肌管细胞直径减少(P<0.01),atrogin-1(P<0.05)和MuRF-1(P<0.05)的表达上调,MYOD(P<0.01)蛋白表达降低。结论骨髓间充质干细胞来源的外泌体(BMSCs-EXOs)可抑制地塞米松诱导的C2C12肌管萎缩。

关键词：骨髓间充质干细胞外泌体地塞米松肌管肌肉萎缩 C2C12

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微重力导致骨质疏松的机制

中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2132-2140页

作者：向德剑梁晓远王胜红陈长顺田聪闫振兴耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730000

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力... 详细信息

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力导致骨质疏松发生的机制。方法:在Pub Med、Web of Science和Cochrane图书馆数据库检索2000-2023年的相关文献,纳入标准为与微重力导致骨质疏松相关的组织工程研究和基础研究的所有文章,最终对85篇文献进行综述。结果与结论:(1)在微重力环境下,骨髓间充质干细胞更倾向于向成脂细胞分化,减少向成骨细胞分化,而微重力环境中的造血干细胞则更倾向于分化为破骨细胞,减少向红系分化;同时,微重力抑制成骨细胞增殖和分化、促进成骨细胞凋亡、改变细胞形态及降低成骨细胞矿化能力,显著增加破骨细胞数量和活性并且阻碍成骨细胞向骨细胞分化,促进骨细胞的凋亡。(2)在微重力环境下,人体会出现骨骼肌萎缩、微血管重塑、骨微循环障碍及内分泌紊乱等组织或系统的变化,这些变化会导致骨骼微环境下机械应力卸载,血液灌注不足以及钙循环紊乱等,对骨质疏松的发生产生了重要的影响。(3)目前,微重力导致骨质疏松的机制较为复杂,通过更深入的研究这些生理机制对于确保航天员在长期太空任务中的健康至关重要,并为预防和治疗骨质疏松症提供了理论依据。

关键词：微重力成骨细胞骨形成破骨细胞骨吸收骨质流失机械卸载骨稳态增殖分化细胞凋亡

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体外实验中压应力对细胞的作用和影响

中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4993-5001页

作者：闫鹏安蔡逸帆闫振兴魏雨乔耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其... 详细信息

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其在体内干预较为困难,同时有研究发现压应力在一定程度上也可以起到与流体剪切力类似的作用,探究压应力在体外对细胞的作用方式和影响,可以丰富机械应力与细胞的相互作用关系,有助于为包括骨质疏松在内的代谢性骨病和其他疾病的研究提供理论依据。目的:综述体外实验中压应力对细胞的施加方式、引起细胞产生不同的生物学行为、可能的作用信号途径以及未来可能应用的领域。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库2000年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“压应力,机械应力,静水压力,细胞”,英文检索词为“compressive stress,mechanical stress,hydrostatic pressure,cell”。纳入压应力作用于细胞的基础研究及微观机制研究,最终对纳入的63文献进行综述。结果与结论:(1)压应力的施加方式多样,不同实验设备对细胞加载压应力的方式不尽相同,需要进一步规范实验设备和标准化力学单位,减少混杂因素,使不同实验组之间具有参考性和可比性;(2)压应力可引起细胞增殖、分化、自噬、凋亡、迁移等变化,且在多数情况下压应力的作用效果具有时间或剂量依赖性;(3)目前大部分体外实验研究表明,压应力可能主要是通过MAPK信号途径、Wnt/β-catenin信号通路作用于成骨细胞,引起成骨细胞产生不同的应答;(4)压应力可对不同细胞产生不同的作用效果,还需要进一步研究其对不同组织的生物学作用;(5)对压应力的更深入研究有助于为骨科、口腔、肿瘤等疾病的治疗提供理论依据,利用静水压力进行温和消毒是一种前景巨大的消毒手段。

关键词：成骨细胞压应力机械应力生物力学细胞实验信号通路

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羊胫骨慢性骨髓炎模型的构建及评价

中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2937-2942页

作者：田冬子沈伟伟李文帅石杰邓晓文赵峥嵘刘登科刘涛涛蔡茂林高秋明甘肃中医药大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院骨科中心甘肃省兰州市730050

背景:高原环境会影响骨髓炎患者的免疫功能和代谢状态,导致疾病进程的加速或复杂化。构建有效稳定的慢性骨髓炎动物模型对于慢性骨髓炎的实验研究至关重要。目的:在高原地区建立一种基于羊的慢性骨髓炎模型,以供毒性评估和治疗性研究。... 详细信息

背景:高原环境会影响骨髓炎患者的免疫功能和代谢状态,导致疾病进程的加速或复杂化。构建有效稳定的慢性骨髓炎动物模型对于慢性骨髓炎的实验研究至关重要。目的:在高原地区建立一种基于羊的慢性骨髓炎模型,以供毒性评估和治疗性研究。方法:15只健康绵羊,将鱼肝油酸钠和金黄色葡萄球菌悬液注射至左侧胫骨中段髓腔内建立慢性骨髓炎模型,采用大体观察、体质量及体温监测、血液感染指标检测、影像学评分及微生物培养等方法进行评估与分析。结果与结论:①造模后所有绵羊在早期均可观察到局部组织肿胀和病腿跛行症状,伴有不同程度的食欲减退现象;造模1周后绵羊体质量出现轻微下降,体温未见明显变化。②造模4 d后红细胞沉降率明显加快(P<0.05),1个月后逐渐恢复正常水平;造模后4 d内白细胞数量出现明显升高的趋势,1周后恢复到正常状态;造模后C-反应蛋白水平明显增加(P<0.05),至实验结束仍显著高于正常水平(P<0.05)。③15只绵羊均有典型骨髓炎的放射学表现,溶骨性病灶的边界模糊不清且形态不规则,呈现出一种低密度透亮区域,其中夹杂着密度增高且分布不均的坏死骨块影像,病变区域皮质骨部分出现了不同程度的骨膜反应现象。④13只绵羊培养出单一金黄色葡萄球菌,另2只绵羊培养出金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。提示通过向绵羊胫骨骨髓腔内注入适量的金黄色葡萄球菌菌液,并结合局部植入异物棉线与鱼肝油酸钠,可在高原地区成功构建一种可靠的绵羊胫骨慢性骨髓炎动物模型。

关键词：慢性骨髓炎金黄色葡萄球菌羊高原动物模型

创伤性脑损伤大鼠皮质神经元中Lnx1表达及参与继发性脑损伤的机制

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 24-30页

作者：马艳霞杨严伟马宇航李迪王晓燕邹明明韦善文苏州大学附属第一医院骨科江苏省苏州市215000 苏州大学骨科研究所江苏省苏州市215006 苏州大学附属第二医院江苏省苏州市215004 苏州大学附属张家港市第一人民医院江苏省张家港市215600 兰州生物制品研究所有限责任公司质量鉴定室甘肃省兰州市730046 解放军总医院第一医学中心神经外科医学部北京市100853

背景:细胞凋亡在继发性脑损伤中发挥重要作用。探究创伤性脑损伤后促进神经细胞存活的病理生理机制,将为防治创伤性脑损伤提供新的方向和理论依据。目的:探究Lnx1分子在哺乳动物脑损伤后皮质神经元中的表达变化及参与继发性脑损伤的可... 详细信息

背景:细胞凋亡在继发性脑损伤中发挥重要作用。探究创伤性脑损伤后促进神经细胞存活的病理生理机制,将为防治创伤性脑损伤提供新的方向和理论依据。目的:探究Lnx1分子在哺乳动物脑损伤后皮质神经元中的表达变化及参与继发性脑损伤的可能机制。方法:80只成年SD大鼠平均分成假手术组和创伤性脑损伤组,每组雌雄各20只。采用重物坠落方法建立创伤性脑损伤大鼠模型,分别在脑损伤后6,12,24,48,72 h,通过RT-qPCR、Western blot和免疫荧光染色等技术分析相关分子在受损皮质神经元中的表达情况。结果与结论:(1)创伤性脑损伤组大鼠损伤部位脑组织出血,可观察到明显的组织损伤,脑组织含水量升高;(2)与假手术组相比,创伤性脑损伤组皮质神经元中Lnx1表达在损伤24 h开始显著升高;(3)创伤性脑损伤后与Lnx1相结合的PBK和BCR蛋白表达降低,促存活因子ctgf的表达升高;(4)结果表明:脑损伤后神经元中Lnx1表达上调,其通过降低靶分子PBK和BCR的表达,进一步上调促成活因子ctgf的表达,对受损神经元具有保护作用。

关键词：创伤性脑损伤继发性脑损伤神经元 SD大鼠 Lnx1 PBK BCR ctgf

负压对兔前交叉韧带重建术后腱-骨界面和关节液中基质金属蛋白酶-9及转化生长因子β表达的影响

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中华医学杂志 2017年第45期97卷 3583-3587页

作者：孙正明董向辉孙志江常彦海吴学元易智凌鸣陕西省人民医院骨科西安171068 兰州石化总医院骨科

目的探讨间歇性负压对兔前交叉韧带重建后腱-骨界面及关节液中基质金属蛋白酶-9（MMP）-9及转化生长因子-β（TGF）-β表达的影响。方法新西兰大白兔24只，随机取一侧膝作为负压侧，对侧膝作为对照。取兔自体半腱肌作为重建材料，负压... 详细信息

目的探讨间歇性负压对兔前交叉韧带重建后腱-骨界面及关节液中基质金属蛋白酶-9（MMP）-9及转化生长因子-β（TGF）-β表达的影响。方法新西兰大白兔24只，随机取一侧膝作为负压侧，对侧膝作为对照。取兔自体半腱肌作为重建材料，负压侧关节通过引流管接微型负压吸引器，维持间歇性、低强度负压，对照侧接常规引流管；5 d后两侧同时拔除吸引管。术后6周；取关节液和股骨-韧带-胫骨复合体，检测关节液和腱-骨界面MMP-9及TGF-β的表达。结果1只兔关节感染，共23只兔纳入研究。关节液检测提示负压组关节滑液中MMP-9含量低于对照组[（8.9±1.3） pg/L比（12.7±1.8） pg/L（P＝0.002）]；同时TGF-β含量高于对照组[（19.0±2.2） pg/L比（15.2±1.4） pg/L （P＝0.000）]。免疫组织化学研究发现，负压组腱-骨界面中MMP-9的表达低于对照组（P＝0.000）；而TGF-β的表达高于对照组，且差异有显著性（P＝0.000）。结论间歇性负压可以下调MMP-9及上调TGF-β在关节液和腱-骨界面的表达，促进了腱-骨的愈合。

关键词：前交叉韧带负压腱-骨愈合基质金属蛋白酶-9 转化生长因子-β

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骨关节炎发病相关细胞因子的研究现状

中国矫形外科杂志 2025年第01期 52-57页

作者：黄鹏飞赵俊杰张兆坤赵海燕兰州大学第一临床医学院兰州大学第一医院骨科

骨关节炎是老年人群中最常见的慢性退行性疾病。近些年，骨关节炎的全球发病率日益增加，但因对骨关节炎的机制及其发展规律缺乏全面了解，目前仍无法彻底治愈骨关节炎，所以本文详细介绍了与骨关节炎发病机制有关的致病因子，如细胞因... 详细信息

骨关节炎是老年人群中最常见的慢性退行性疾病。近些年，骨关节炎的全球发病率日益增加，但因对骨关节炎的机制及其发展规律缺乏全面了解，目前仍无法彻底治愈骨关节炎，所以本文详细介绍了与骨关节炎发病机制有关的致病因子，如细胞因子、基质金属蛋白酶、炎症介质酶以及其他一些致病因子，并对其在骨关节炎中的作用和机制进行综述。

关键词：骨关节炎病因发病机制细胞因子

8-异戊烯基柑橘素促进体外培养成骨细胞成熟矿化的研究

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生物化学与生物物理进展 2011年第5期38卷 433-440页

作者：明磊国陈克明葛宝丰翟远坤兰州军区兰州总医院骨科研究所兰州730050

研究8-异戊烯基柑橘素对体外培养大鼠颅骨成骨细胞(rat skull osteoblasts,ROB)的分化成熟及生物矿化的影响.取新生大鼠颅骨多次酶消化法得到成骨细胞,培养于含10%FBS的MEM培养液中,3天后首次换液,待细胞铺满皿底传代培养.以碱性磷酸酶(... 详细信息

研究8-异戊烯基柑橘素对体外培养大鼠颅骨成骨细胞(rat skull osteoblasts,ROB)的分化成熟及生物矿化的影响.取新生大鼠颅骨多次酶消化法得到成骨细胞,培养于含10%FBS的MEM培养液中,3天后首次换液,待细胞铺满皿底传代培养.以碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)为检测指标,96孔板梯度筛选作用最佳浓度,在最佳浓度作用并成骨性诱导培养的第3、6、9、12天测ALP活性、钙盐沉积量;第12天进行ALP和钙化结节组织化学染色及计数;成骨性诱导后不同时间点提取Total RNA,RT real-time PCR法检测成纤维细胞生长因子(bFGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、成骨相关转录因子Osterix、Runx-2和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的基因表达情况;成骨性诱导的第4、8、12天裂解获得细胞总蛋白,蛋白质印迹法检测人Ⅰ型胶原蛋白(COL-Ⅰ)的蛋白质表达量.研究结果表明:1×10-6 mol/L能显著促进成骨细胞的成熟分化,表现为提高ROB的ALP活性、促进钙盐沉积、增加钙化结节数量;提高bFGF、IGF-1、Osterix、Runx-2和BMP-2 mRNA表达水平;促进COL-Ⅰ的合成.由此可知终浓度为1×10-6 mol/L 8-异戊烯基柑橘素能显著促进ROB的分化成熟及生物矿化,证明8-异戊烯基柑橘素能促进成骨细胞的分化成熟及生物矿化,作为促进骨修复和抗骨质疏松的有效成分具有较大的药用价值.

关键词：骨质疏松成骨细胞分化增殖 8-异戊烯基柑橘素矿化

正弦波电磁场激活一氧化氮信号通路促进大鼠成骨细胞成熟与矿化

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生物化学与生物物理进展 2011年第4期38卷 331-337页

作者：程国政葛宝丰陈克明李志锋周建韦哲兰州军区兰州总医院骨科研究所兰州730050 兰州军区兰州总医院医学工程科兰州730050

研究正弦波电磁场(SEMF)促进成骨细胞成熟矿化是否与一氧化氮(NO)信号通路相关.首先检测成骨细胞经正弦电磁场作用0h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h和4h后一氧化氮合酶(NOS)的活性,以探明电磁场是否影响NO的合成;其次,在细胞培... 详细信息

研究正弦波电磁场(SEMF)促进成骨细胞成熟矿化是否与一氧化氮(NO)信号通路相关.首先检测成骨细胞经正弦电磁场作用0h、0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h和4h后一氧化氮合酶(NOS)的活性,以探明电磁场是否影响NO的合成;其次,在细胞培养液中加入NOS的阻断剂L-NAME以阻断NO信号通路,观察电磁场促进骨形成作用是否受到影响.结果发现,经正弦波电磁场处理后,NOS活性升高,在0.5h达到峰值,与空白对照组差异极显著(P<0.01),Osterix基因的表达量、碱性磷酸酶活性和钙化结节数等均显著高于对照组.L-NAME组各项指标均低于空白对照组,SEMF+L-NAME组则略高于空白对照组而低于SEMF组.以上结果表明SEMF促进成骨细胞成熟矿化过程中NO信号通路被激活,如该通路被抑制,则SEMF的促成骨作用被抵消.

关键词：正弦波电磁场成骨细胞分化成熟