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颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对后纵韧带骨化物和内植物影响的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1761-1767页

作者：李良奎黄永灿王鹏于滨生遵义医科大学珠海校区广东省珠海市519041 深圳市脊柱外科重点实验室北京大学深圳医院脊柱外科广东省深圳市518036 深圳北京大学香港科技大学医学中心骨病研究所广东省深圳市518036 安徽医科大学北京大学深圳医院临床学院广东省深圳市518036

背景:颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对颈椎力学的影响尚未明确,既往研究主要集中在颈椎前路椎体骨化物可控前移融合的手术技巧、中长期疗效和术后并发症等。目的:运用有限元方法分析颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对颈椎后纵韧带骨... 详细信息

背景:颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对颈椎力学的影响尚未明确,既往研究主要集中在颈椎前路椎体骨化物可控前移融合的手术技巧、中长期疗效和术后并发症等。目的:运用有限元方法分析颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对颈椎后纵韧带骨化物和内植物生物力学的影响。方法:选择一名健康男性志愿者进行全颈椎薄层CT扫描,应用有限元分析软件构建正常全颈椎模型,与既往文献进行对比验证其有效性;随后在模型上构建累及C4、C5和C6节段的连续型颈椎后纵韧带骨化物的术前模型;以术前模型为基础,创建颈椎前路椎体骨化物可控前移融合手术三维有限元模型,约束2个模型C7椎体下表面,于C1椎体上表面施加50 N的轴向力和1.0 N·m的力矩,在屈伸、侧弯、旋转6个工况下,分析颈椎前路椎体骨化物可控前移融合对骨化物和内植物应力的影响。结果与结论:①从术前模型得出骨化物应力主要集中在C4/5节段,在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6个工况下骨化物最大应力分别为10.1,148.6,68.9,74.8,83.8和85.1 MPa;②颈椎前路椎体骨化物可控前移融合术后,骨化物应力集中分布区域未见明显改变,但该手术会改变骨化物应力大小,除在前屈位颈椎前路椎体骨化物可控前移融合模型骨化物应力较术前模型增大(+44.7%)外,在其他5个工况下,骨化物应力较术前模型明显降低,其中后伸位下降最明显(-74.1%),在左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转下骨化物应力分别下降62.2%,63.3%,66.4%,67.9%;③钛板、螺钉应力主要集中在头尾两端,后伸应力最大(149.5 MPa),前屈应力最小(43.3 MPa);4个椎间融合器应力主要集中在C3/4、C6/7融合器,应力主要分布在融合器的上下表面周围,后伸应力最大(30.8 MPa),前屈应力最小(11.5 MPa);内植物(钛板、螺钉和椎间融合器)应力主要集中于头尾两端,应力较大易导致头尾两端钛板、螺钉断裂和内植物下沉;④提示颈椎前路椎体骨化物可控前移融合能明显降低骨化物应力,可能有助于防止过度增生从而压迫神经,在术后需密切关注头尾两端螺钉松动、断裂或钛板移位、断裂等情况。

关键词：颈椎后纵韧带骨化症颈椎前路椎体骨化物可控前移融合术有限元分析韧带骨化物内植物生物力学

芒柄花素抑制脂多糖诱导髓核间充质干细胞的炎症反应

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5328-5334页

作者：于庆贺蔡子鸣田禾李翩阮烨梁金柱林淑惠林文平广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院脊柱外科广东省深圳市518118 广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院广东省深圳市518118 广州中医药大学附属深圳平乐骨伤科医院妇科广东省深圳市518118 广州中医药大学第三临床医学院广东省广州市510006

背景:芒柄花素具有抗炎、抗氧化能力,但其对髓核间充质干细胞是否有保护作用尚不清楚。目的:探讨芒柄花素对炎症微环境下髓核间充质干细胞的作用及机制。方法:①从SD大鼠尾椎椎间盘中提取髓核间充质干细胞,流式细胞术鉴定间充质干细胞... 详细信息

背景:芒柄花素具有抗炎、抗氧化能力,但其对髓核间充质干细胞是否有保护作用尚不清楚。目的:探讨芒柄花素对炎症微环境下髓核间充质干细胞的作用及机制。方法:①从SD大鼠尾椎椎间盘中提取髓核间充质干细胞,流式细胞术鉴定间充质干细胞表面标志;②CCK-8法检测脂多糖、芒柄花素对髓核间充质干细胞增殖活力的影响,以确定后续处理细胞应用的芒柄花素浓度;③在DMEM/F-12完全培养基中添加5μg/mL脂多糖模拟炎症微环境,然后用不同浓度芒柄花素处理髓核间充质干细胞24 h,通过Western blot、实时荧光定量PCR、免疫荧光检测炎症标志物表达,Western blot检测核因子κB信号通路蛋白水平。结果与结论:①贴壁培养的髓核间充质干细胞呈梭形,生长状态良好,流式细胞术结果显示间充质干细胞表面标志物CD29、CD44、CD90呈阳性,造血干细胞表面标志物CD34、CD45呈阴性。②12.5,25,50,100,200μmol/L芒柄花素处理24 h对髓核间充质干细胞无明显增殖抑制效果。与脂多糖组相比,12.5,25,50μmol/L芒柄花素处理24 h后髓核间充质干细胞活力显著提高,因此后续选用12.5,25,50μmol/L为芒柄花素低、中、高浓度处理髓核间充质干细胞。③与脂多糖组相比,芒柄花素低、中、高浓度组髓核间充质干细胞中基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、肿瘤坏死因子α蛋白和mRNA表达均明显降低(P<0.05),且具有剂量依赖性。④与脂多糖组相比,芒柄花素低、中、高浓度组髓核间充质干细胞中磷酸化核因子κB和磷酸化核因子κB抑制蛋白的表达显著降低(P<0.05),且具有剂量依赖性。上述结果说明芒柄花素可能通过抑制核因子κB信号通路减轻脂多糖诱导的大鼠髓核间充质干细胞炎症。

关键词：芒柄花素髓核间充质干细胞炎症椎间盘退变核因子κB

血红素氧合酶1促进氧化应激条件下神经干细胞向神经元分化

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4931-4938页

背景:研究表明,血红素氧合酶1能增强细胞的抗氧化、抗凋亡能力,但血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞增殖和分化的影响尚不清楚。目的:探讨血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞存活和分化能力的影响。方法:(1)... 详细信息

背景:研究表明,血红素氧合酶1能增强细胞的抗氧化、抗凋亡能力,但血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞增殖和分化的影响尚不清楚。目的:探讨血红素氧合酶1过表达对氧化应激条件下神经干细胞存活和分化能力的影响。方法:(1)从新生Balb/c小鼠脊髓组织中分离培养小鼠原代神经干细胞,免疫荧光检测神经干细胞标志物Nestin的表达;(2)采用慢病毒感染神经干细胞以诱导血红素氧合酶1过表达,流式检测绿色荧光蛋白荧光强度,Western blot检测血红素氧合酶1的表达水平;(3)在慢病毒感染神经干细胞培养基中添加H_2O_2以模拟脊髓损伤后的氧化应激微环境,采用细胞增殖检测试剂盒、细胞凋亡检测试剂盒和TUNEL染色试剂盒分析血红素氧合酶1过表达对神经干细胞增殖和凋亡水平的影响;(4)采用试剂盒检测脂质氧化标志物丙二醛、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平;(5)采用流式检测细胞内的活性氧水平以及神经干细胞向星形胶质细胞和神经元分化情况;(6)光学和荧光显微镜观察血红素氧合酶1过表达对神经干细胞分化的神经元轴突生长的影响。结果与结论:(1)小鼠神经干细胞球形态稳定,生长状态良好,免疫荧光检测Nestin呈阳性;(2)Western blot检测发现血红素氧合酶1过表达组神经干细胞中血红素氧合酶1的表达显著高于空载体对照组;流式检测血红素氧合酶1过表达组和空载体对照组神经干细胞均表达绿色荧光蛋白;(3)血红素氧合酶1过表达维持了神经干细胞在氧化应激条件下的增殖活力并显著减少了细胞凋亡数量;(4)血红素氧合酶1过表达抑制了氧化应激微环境下神经干细胞的脂质过氧化,增强了维持氧化-还原稳态的相关酶类表达,降低了细胞内的活性氧水平;(5)血红素氧合酶1过表达促进了神经干细胞向神经元分化,并抑制了向星形胶质细胞分化;(6)血红素氧合酶1过表达组的神经元轴突更长并且细胞间的连接更多。上述结果表明过表达血红素氧合酶1能减轻H_2O_2诱导的神经干细胞氧化损伤,抑制神经干细胞凋亡,促进神经干细胞增殖及向神经元细胞分化。

关键词：血红素氧合酶1 神经干细胞氧化应激脊髓损伤神经元凋亡轴突

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线粒体自噬在特发性肺纤维化中的生物学机制

中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6708-6716页

作者：谢铱子林雪莹张欣欣黄秀芳詹少锋江勇蔡彦广州中医药大学第一临床医学院广东省广州市510000 广州中医药大学第一附属医院广东省广州市510000 广州中医药大学岭南医学研究中心广东省广州市510000 广东省中医临床研究院广东省广州市510000 深圳市中西医结合医院广东省深圳市518104 广东省中医院珠海医院广东省珠海市519015

背景:线粒体自噬与特发性肺纤维化的发生发展关系密切,但其作用机制尚不清楚。目的:探讨线粒体自噬在特发性肺纤维化中的生物学机制,为临床特发性肺纤维化风险预测及亚型区分提供思路。方法:通过GEO和Reactome Pathway数据库等获取特发... 详细信息

背景:线粒体自噬与特发性肺纤维化的发生发展关系密切,但其作用机制尚不清楚。目的:探讨线粒体自噬在特发性肺纤维化中的生物学机制,为临床特发性肺纤维化风险预测及亚型区分提供思路。方法:通过GEO和Reactome Pathway数据库等获取特发性肺纤维化的线粒体自噬相关基因,基于组间差异、随机森林模型筛选特发性肺纤维化的线粒体自噬特征基因。采用g:Profiler数据库进行GO功能富集分析和KEGG、Reactome、WIKI通路富集分析。通过共识聚类法区分特发性肺纤维化线粒体自噬亚型,进行亚型间免疫浸润分析,并筛选出线粒体自噬关键基因。最后,通过列线图模型量化线粒体自噬关键基因对临床特发性肺纤维化发生风险的预测价值,并探索线粒体自噬关键基因与特发性肺纤维化临床特征的相关性。结果与结论:①特发性肺纤维化中与线粒体自噬相关的基因共13个,经组间差异、随机森林模型筛选出线粒体自噬特征基因5个,分别是PINK1、RPS27A、SRC、HIF1A和CDH6;②GO分析主要涉及泛素蛋白连接酶结合、细胞对缺氧的反应;通路富集分析主要涉及PINK1-PRKN介导的线粒体自噬、NOTCH信号通路、EGFR的信号传递和血管生成等;③HIF1A在不同特发性肺纤维化亚型间具有显著的表达差异,可能成为特发性肺纤维化线粒体自噬亚型区分的关键基因;④免疫浸润分析提示骨髓来源抑制性细胞、中性粒细胞与1型辅助性T细胞可能在不同亚型之间存在浸润差异,而HIF1A与多种免疫细胞浸润程度呈正相关;⑤列线图模型提示通过HIF1A的表达水平可能预测临床特发性肺纤维化的发生风险;⑥临床特征分析提示,HIF1A高表达患者可能肺功能更差,纤维化程度更严重。结果表明,PINK1、RPS27A、SRC、HIF1A和CDH6可能通过线粒体自噬影响特发性肺纤维化的发生发展,其中HIF1A可能成为特发性肺纤维化风险预测及临床亚型区分的关键基因,且与患者的肺功能水平密切相关。

关键词：特发性肺纤维化线粒体自噬自噬关键基因亚型分析富集分析免疫浸润分析肺功能生物信息学

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机器学习预测肱骨近端骨折钢板内固定后继发性螺钉切出的风险

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3179-3187页

作者：徐大星涂泽松纪木强许伟鹏牛维广州中医药大学广东省广州市510006 佛山市中医院三水医院骨科广东省佛山市528100 佛山市中医院骨科广东省佛山市528000 广东省中医院关节外科广东省广州市510120

背景:继发性螺钉切出关节面是肱骨近端骨折锁定钢板内固定术后的主要并发症之一,切出的螺钉会磨损关节盂和引起肩峰撞击,影响肩关节功能。因此,准确的风险预测有积极的临床意义。目的:通过机器学习方法筛选肱骨近端骨折钢板内固定后继... 详细信息

背景:继发性螺钉切出关节面是肱骨近端骨折锁定钢板内固定术后的主要并发症之一,切出的螺钉会磨损关节盂和引起肩峰撞击,影响肩关节功能。因此,准确的风险预测有积极的临床意义。目的:通过机器学习方法筛选肱骨近端骨折钢板内固定后继发性螺钉切出的风险因素,开发并验证风险预测模型,便于临床医生早期甄别并干预高风险患者。方法:收集2013年6月至2022年6月接受锁定钢板内固定治疗的214例肱骨近端骨折患者的临床资料作为训练组建立模型,将同一时间段另一医院收治的同类患者61例纳入外部验证组。按照患者术后是否出现继发性螺钉切出,分为螺钉切出组和螺钉维持组。训练组利用随机森林、支持向量机、逻辑回归3种机器学习算法构建预测模型;采用递归特征消除法、10折交叉验证重抽样作为变量的筛选方法,并将3种模型准确度最高时纳入变量的交集作为与螺钉切出高度相关的可靠风险变量。通过R语言软件构建动态预测模型,以网页计算器形式展示,并对模型进行内、外部验证。模型内部检验采用Bootstrap法重抽样1000次,使用受试者工作特征曲线下面积、校准曲线、临床决策曲线评价模型的区分度、校准能力及临床应用价值。通过Youden指数确定预测模型的最佳风险分界值,据此将外部验证组患者分为高、低风险组,根据模型风险预测能力的准确度来评价其稳定性和外延性。结果与结论:①机器学习算法筛选出继发性螺钉切出高度相关的4个风险变量,分别为肱骨近端内侧柱皮质支撑、三角肌结节指数、骨折类型及术后复位情况;②构建的风险预测模型表现出良好的区分度和准确度[曲线下面积=0.874,95%置信区间(0.827,0.922)],校准曲线显示模型预测风险和实际发生风险有较好的一致性;③临床决策曲线提示风险阈值概率在0.1-0.75范围内时,模型具有较好的临床适用性;④风险概率为26%是模型风险分层的最佳阈值,外部验证组利用模型风险分层预测螺钉切出的总正确率为84%;⑤结果说明该风险预测模型准确度和外延性较好,可为指导临床治疗提供依据。

关键词：肱骨近端骨折继发性螺钉切出机器学习影响因素风险预测模型

细胞之间线粒体转移的主要途径、主要作用及主要调控机制

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5443-5453页

作者：李兴福周光前陆伟深圳大学医学部生物医学工程学院医学超声关键技术国家地方联合工程实验室广东省生物医学信息检测与超声成像重点实验室广东省深圳市518060 深圳市第二人民医院运动医学科广东省深圳市518035

背景:线粒体功能障碍导致细胞衰老凋亡,可加重组织损伤。细胞之间线粒体转移促进损伤细胞恢复线粒体功能,有助于治疗线粒体相关疾病。目的:综述细胞之间线粒体转移的作用及调控机制。方法:检索中国知网和PubMed数据库2014-2024年关于细... 详细信息

背景:线粒体功能障碍导致细胞衰老凋亡,可加重组织损伤。细胞之间线粒体转移促进损伤细胞恢复线粒体功能,有助于治疗线粒体相关疾病。目的:综述细胞之间线粒体转移的作用及调控机制。方法:检索中国知网和PubMed数据库2014-2024年关于细胞之间线粒体转移的文献,以“线粒体转移,隧道纳米管,缝隙连接,微囊泡,细胞融合”为中文检索词,以“Mitochondrial transfer,Tunneling nanotubes,gap junctions,microvesicles,cell fusion”为英文检索词,最终共纳入74篇文献进行分析。结果与结论:①总结了细胞之间线粒体转移的4个主要途径:包括隧道纳米管、缝隙连接、细胞融合和微囊泡。②梳理了细胞之间线粒体转移的主要作用,包括物质交换、信息传递、改善宿主细胞线粒体功能、抑制氧化应激、提高细胞增殖活力及抗炎抗衰老等。③总结了细胞之间线粒体转移的主要调控机制,包括Miro 1促进隧道纳米管形成和线粒体转移、隧道纳米管转移线粒体依赖宿主细胞环状ADP核糖水解酶表达、氧化应激环境诱导隧道纳米管形成、缝隙连接具有Ca^(2+)依赖性、缝隙连接蛋白43影响缝隙连接形成、激活Ras1蛋白和肌动蛋白有助于细胞融合、肌动蛋白和Rab6参与调控线粒体出胞、激活肌动蛋白和NAD+-CD38-cADPR-Ca^(2+)信号通路促进线粒体入胞等。④在细胞信号传导蛋白、细胞动力学相关蛋白及氧化应激环境的影响下,细胞通过隧道纳米管、缝隙连接、微囊泡及细胞融合进行线粒体转移。⑤线粒体转移是细胞之间物质交换和信息交流的重要途径,与疾病的发生发展息息相关,可为治疗线粒体相关疾病提供新的思路,但对细胞间线粒体转移的作用及调控机制仍需进一步探究。

关键词：线粒体转移隧道纳米管缝隙连接微囊泡细胞融合干细胞氧化应激衰老

调整细胞培养条件提高间充质干细胞外泌体治疗骨关节炎的潜能

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 164-174页

作者：钱燕刘启颂深圳国家感染性疾病临床医学研究中心南方科技大学深圳市第三人民医院广东省深圳市518112

背景:间充质干细胞外泌体有望发展成为治疗骨关节炎的无细胞疗法,而通过调整细胞培养条件,可以进一步提高其治疗活性和临床转化潜能。目的:综述分析细胞培养条件对外泌体活性的影响,分析其临床转化潜力。方法:查阅国内外有关骨关节炎/... 详细信息

背景:间充质干细胞外泌体有望发展成为治疗骨关节炎的无细胞疗法,而通过调整细胞培养条件,可以进一步提高其治疗活性和临床转化潜能。目的:综述分析细胞培养条件对外泌体活性的影响,分析其临床转化潜力。方法:查阅国内外有关骨关节炎/软骨损伤修复与间充质干细胞来源外泌体的文献。检索词分别为“外泌体,间充质干细胞,骨关节炎,软骨修复”和“exosomes,extracellular vesicles,mesenchymal stem cells,osteoarthritis,cartilage repair”,检索数据库分别为PubMed和中国知网数据库,检索时限为2010-2023年,最后纳入100篇文献进行总结和分析。结果与结论:(1)在间充质干细胞的培养过程中,提供有利于软骨细胞生长的物理环境,或添加软骨保护小分子、成软骨诱导因子和炎症因子等刺激细胞,可以进一步提高间充质干细胞外泌体在维持软骨细胞表型、促进软骨再生和免疫抑制等方面的调控活性;因此,其他具有相似特征的物理或化学因素,也有可能提升间充质干细胞外泌体治疗骨关节炎的疗效。(2)低氧诱导、脉冲电磁场刺激、生物反应器及软骨保护分子(如人甲状旁腺素1-34)刺激等细胞培养方案具有安全、可规模化生产等优点,可用于制备临床用途的、疗效好的间充质干细胞外泌体。(3)间充质干细胞外泌体有望实现骨关节炎的修正治疗,通过调整细胞培养方案提升治疗活性,可进一步提高其临床转化的可行性。

关键词：间充质干细胞外泌体骨关节炎软骨修复细胞培养低氧诱导预处理三维培养软骨保护因子炎症因子

艾灸调节circ Pan3/mi R-667-5p/Ghrelin信号通路减轻膝骨关节炎大鼠的软骨病变

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2475-2483页

作者：廖晴曾静陈峻袁立霞刘刚南方医科大学中医药学院广东省广州市510000 南方科技大学医院广东省深圳市518000 南方医科大学南方医院康复科广东省广州市510000

背景:既往研究表明艾灸能减轻膝骨关节炎软骨病变,延缓膝骨关节炎进展;课题组前期研究中发现调控circPan3/miR-667-5p/Ghrelin信号通路可增强软骨细胞自噬水平,从而在膝骨关节炎中发挥软骨保护作用。目的:基于circPan3/miR-667-5p/Ghre... 详细信息

背景:既往研究表明艾灸能减轻膝骨关节炎软骨病变,延缓膝骨关节炎进展;课题组前期研究中发现调控circPan3/miR-667-5p/Ghrelin信号通路可增强软骨细胞自噬水平,从而在膝骨关节炎中发挥软骨保护作用。目的:基于circPan3/miR-667-5p/Ghrelin信号通路探究艾灸对大鼠膝骨关节炎软骨的影响。方法:SD大鼠随机分为假手术组、模型组和艾灸组(n=10),对后2组大鼠行右后肢膝关节前交叉韧带横断和内侧半月板部分切除术建立膝骨关节炎大鼠模型;假手术组大鼠仅接受关节囊切开术。6周后,艾灸组大鼠每日艾灸“足三里”“肾俞”穴区20 min,持续4周,其余2组不予以特殊处理。4周后通过组织病理学染色观察膝关节滑膜病变和软骨损伤程度,通过酶联免疫吸附实验检测血清中炎症因子白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的变化。此外,取上述3组大鼠右侧膝关节软骨细胞分为:正常对照组、模型组和艾灸组,通过Western blot和qRT-PCR检测各组细胞中软骨基质合成代谢分子(Ⅱ型胶原蛋白和Sox9)、基质降解分子(基质金属蛋白酶13和ADAMTS5)、自噬标志物(ATG5、Beclin-1、微管相关蛋白1轻链3)、Ghrelin、CircPan3以及miR-667-5P的表达水平。结果与结论:①治疗4周后,相对于假手术组,模型组大鼠滑膜显著增厚,炎症细胞浸润显著,关节间隙狭窄,软骨表面粗糙不平,变薄,软骨细胞数量减少,滑膜炎和OARSI评分显著升高,白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平明显上调(P<0.0001);与模型组相比,艾灸组滑膜增厚减轻,炎症细胞浸润减少,关节间隙增宽,软骨更光滑完整、变厚,软骨细胞数量增多,滑膜炎和OARSI评分降低,白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平显著降低(P<0.0001)。②体外实验结果表明,与正常对照组相比,模型组软骨细胞基质金属蛋白酶13、ADAMTS5和miR-667-5P表达增多,Ⅱ型胶原蛋白、Sox9、自噬标志物、Ghrelin和Circpan3表达减少(P<0.01);与模型组相比,艾灸可逆转上述指标改变(P<0.01)。③结果说明艾灸可能通过调节circPan3/miR-667-5p/Ghrelin信号通路增强软骨细胞自噬,抑制膝骨关节炎炎症和软骨破坏,对软骨发挥保护作用。

关键词：膝骨关节炎艾灸 ghrelin 软骨自噬大鼠信号通路

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鼠尾草酸影响线粒体功能抑制破骨细胞分化

中国组织工程研究 2025年第2期29卷 245-253页

作者：李海山吴宇桁梁梓炫张诗茵张朕麦彬邓威李永贤唐永超张顺聪袁凯广州中医药大学第一附属医院广东省广州市510405 广东省中医临床研究院广东省广州市510405 广州中医药大学岭南医学研究中心广东省广州市510405 广州中医药大学第七临床医学院广东省深圳市518100

背景:鼠尾草酸是在迷迭香中发现的一种生物活性化合物,已被证明可减少炎症和活性氧,但在破骨细胞分化进程中的作用机制尚不明确。目的:探讨鼠尾草酸对破骨细胞活化、活性氧产生及线粒体功能的影响。方法:体外提取培养小鼠来源的原代骨... 详细信息

背景:鼠尾草酸是在迷迭香中发现的一种生物活性化合物,已被证明可减少炎症和活性氧,但在破骨细胞分化进程中的作用机制尚不明确。目的:探讨鼠尾草酸对破骨细胞活化、活性氧产生及线粒体功能的影响。方法:体外提取培养小鼠来源的原代骨髓源巨噬细胞,使用CCK-8细胞活力实验检测不同浓度(0,10,15,20,25和30μmol/L)鼠尾草酸对骨髓源巨噬细胞的增殖和毒性作用,筛选出安全作用浓度。将骨髓源巨噬细胞按照浓度梯度分组培养,核因子κB受体活化因子配体诱导破骨细胞5-7 d后,分别进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色、F-actin染色、H2DCFDA探针和线粒体活性氧、Mito-Tracker荧光检测,观察鼠尾草酸对破骨细胞分化和功能的影响;通过Western Blot及RT-PCR实验检测鼠尾草酸对核因子κB受体活化因子配体诱导的丝裂原激活蛋白激酶信号通路上下游基因和蛋白的影响。结果与结论:①抗酒石酸酸性磷酸酶和F-actin染色显示:鼠尾草酸以浓度依赖性地抑制体外破骨细胞分化及细胞骨架肌动蛋白环形成,其中鼠尾草酸30μmol/L组的抑制作用最显著;与其他干预时期相比,鼠尾草酸在破骨分化的早期(第1-3天)抑制作用最显著;②H2DCFDA探针和线粒体活性氧、Mito-Tracker荧光显示:鼠尾草酸抑制细胞活性氧和线粒体内活性氧的产生,同时减少线粒体膜电位,影响线粒体的功能;③Western Blot及RT-PCR结果显示:鼠尾草酸可抑制与破骨分化相关的NFATc1、CTSK、MMP9、C-fos蛋白的表达,下调与破骨分化相关的NFATc1、Atp6vod2、ACP5、CTSK和C-fos基因的表达;鼠尾草酸还可以增强抗氧化酶蛋白的表达,减少破骨分化过程中活性氧的产生;④鼠尾草酸抑制P38/ERK/JNK蛋白的磷酸化修饰,通过激活MAPK信号通路抑制骨髓源巨噬细胞破骨细胞分化。

关键词：鼠尾草酸活性氧线粒体活性 RANKL 破骨细胞