软骨组织构建 cartilage tissue construction 栏目所有文章列表

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    软骨细胞中SIRT1基因敲减后作用状态不明确信号通路及对相关疾病或功能的影响
    叶海明, 曾 晖, 杨 琪, 张 耕, 翁 鉴, 于 斐
    中国组织工程研究    2024, 28 (20): 3123-3129.   DOI: 10.12307/2024.352
    摘要597)      PDF (1192KB)(2723)   


    文题释义:

    高通量技术:该文中主要指基因芯片技术,是以同源DNA分子杂交为基本工作原理而设计的检测方法,能够检测某一物种所有mRNA的基因层面变化情况。
    沉默信息调节因子1:位于人10号染色体,是哺乳动物中研究最为深入的Ⅲ型去乙酰化酶基因,通过催化蛋白质赖氨酸ε位去乙酰化而起到调节相关蛋白功能的作用。


    背景:沉默信息调节因子1以去乙酰化的方式调控软骨细胞中相关蛋白的功能,参与软骨细胞增殖分化,促进软骨缺损修复。

    目的:利用高通量技术筛选软骨细胞中沉默信息调节因子1基因敲减后作用状态不明确的信号通路以及产生变化的疾病或功能。
    方法:取处于对数生长期的小鼠ATDC5软骨细胞,分2组转染:对照组转染沉默信息调节因子1基因敲减阴性对照慢病毒,实验组转染沉默信息调节因子1基因敲减慢病毒。转染72 h后,利用小鼠基因表达谱芯片GeneChip® Mouse Genome 430 2.0 Array检测mRNA的基因层面变化情况,应用生物信息学技术筛选激活或抑制不明确的信号通路以及这些信号通路相关因子,并分析疾病或功能模块的富集情况。

    结果与结论:①沉默信息调节因子1基因敲减后,小鼠ATDC5软骨细胞中激活或抑制状态不明确的信号通路有245条;②根据-log(P-value)排序选择排前20的激活或抑制状态不明确信号通路中的因子情况进行报道,包括IGFBP4、TGFBR1、CTGF、COL4A5、LHX2、IL1RL1、KLF6等;③根据-log(P-value)进行排序,细胞生长和增殖、生物体存活和细胞死亡与存活等14个疾病和功能密切相关模块明显变化;根据差异基因数量排序,生物体损伤和异常、癌症和细胞死亡与存活3个疾病和功能密切相关模块明显变化;根据-log(P-value)与差异基因数量综合排序,固有免疫应答这一疾病和功能模块被显著激活。

    https://orcid.org/0009-0008-5401-0470(叶海明)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    葡萄籽提取物抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡及促进胫骨的生长
    宁桃丽, 谢 艳, 王 娜, 王庆丰, 吉 建, 张冬纳
    中国组织工程研究    2024, 28 (20): 3216-3222.   DOI: 10.12307/2024.310
    摘要553)      PDF (1878KB)(1326)   


    文题释义:

    细胞凋亡:又称细胞程序性死亡,是一定条件下有核细胞启动的自身内部机制,细胞凋亡后期的共同途径是Caspase。有研究表明,软骨终板细胞凋亡可能的主要途径是线粒体途径,由Caspase-9起始。
    Caspase-9:是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶家族成员之一,称为启动Caspase,位于细胞凋亡信号转导通路级联反应上游,是内源性凋亡通路中的关键蛋白。


    背景:已有文献报道,葡萄籽提取物在抑制雄激素依赖型肿瘤的生长(如乳腺癌等)方面具有一定的作用,因此理论上葡萄籽提取物可以抑制青少年后期由于雌激素产生的骨骺闭合现象。

    目的:观察葡萄籽提取物对大鼠生长板软骨细胞凋亡及骨骺闭合的影响。
    方法:①体外实验:取对数生长期的大鼠胫骨及股骨生长板软骨细胞,分组培养:正常对照组、模型对照组(加入17β雌二醇诱导细胞凋亡)、阳性对照组(加入来曲唑与17β雌二醇)、葡萄籽提取物组(加入17β雌二醇和10 µg/mL葡萄籽提取物)、Caspase-9抑制剂组(加入17β雌二醇和Caspase-9抑制剂)、Caspase-9激动剂组(加入17β雌二醇和Caspase-9激动剂),培养48 h后,采用流式细胞术检测细胞凋亡。②体内实验:将30只3月龄SD大鼠随机分为模型对照组、阳性对照组及药物低、中、高剂量组,每组5只,均皮下注射17β雌二醇(3次/周)建立骨骺闭合模型,阳性对照组灌胃给予来曲唑,药物低、中、高剂量组分别灌胃给予0.05,0.2,0.8 g/kg的葡萄籽提取物,1次/d,直至模型对照组大鼠胫骨平台骨骺闭合2/3以上停药,观察各组大鼠胫骨长度。将18 只SD大鼠随机分为模型对照组、阳性对照组、药物中剂量组,每组6只,按照如上方法处理,连续给药1.5个月后,Western blot检测大鼠胫骨生长板软骨Caspase-9蛋白表达。

    结果与结论:①体外实验:17β雌二醇可诱发生长板软骨细胞的凋亡,而来曲唑、葡萄籽提取物与Caspase-9抑制剂均可抑制生长板软骨细胞的凋亡;②体内实验:当模型对照组大鼠胫骨平台骨骺闭合2/3以上时,阳性对照组、药物中剂量组骨骺闭合数量少于模型对照组(P < 0.05),且胫骨长度大于模型对照组(P < 0.05),胫骨生长板软骨Caspase-9蛋白表达低于模型对照组(P < 0.05);③结果表明:适宜浓度的葡萄籽提取物可有效抑制生长板软骨细胞的凋亡并延迟骨骺闭合,具有促进骨骼生长的潜能。

    https://orcid.org/0009-0006-1970-4608(宁桃丽)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    人工虎骨粉改善脊柱骨关节炎大鼠脊柱小关节的退变及关节软骨免疫微环境
    李 雯, 赵婧宜, 胡 雯, 熊 彬, 唐 超
    中国组织工程研究    2025, 29 (26): 5511-5519.   DOI: 10.12307/2025.778
    摘要553)      PDF (2933KB)(1309)   



    文题释义:
    骨关节炎:是一种以关节软骨损害为主,并累及整个关节组织最常见的关节疾病,最终发生关节软骨退变、纤维化、断裂、溃疡及整个关节面的损害,表现为关节疼痛、僵硬、肥大及活动受限。  
    人工虎骨粉:是一种天然虎骨的仿生中成药,其有效成分和药理作用与天然虎骨一致,具有抗炎、镇痛、增强机体免疫力、促进骨折愈合等功效,适用于关节炎、风湿、骨质疏松等疾病。

    背景:脊柱骨关节炎是以脊柱小关节、关节韧带和肌腱为主要表现的慢性炎症性疾病,是慢性腰痛的主要原因。人工虎骨粉具有抗炎和缓解疼痛的生物作用,因此有望为脊柱骨关节炎治疗提供新的策略。
    目的:探讨人工虎骨粉调控白细胞介素23/白细胞介素17(IL-23/IL-17)免疫轴炎症因子表达水平改善大鼠脊柱骨关节炎的分子作用机制。 
    方法:60只大鼠随机分为空白对照组、模型组及人工虎骨粉低、中、高剂量组,每组12只。除空白对照组外,其余各组通过对大鼠腰椎关节囊关节腔内注射碘乙酸0.1 mL建立骨关节炎模型。造模15 d后人工虎骨粉低、中、高剂量组分别按120,240,480 mg/(kg•d)灌胃给药治疗,空白对照组、模型组给予等体积生理盐水灌胃。给药21 d后,采用Western Blot法测量大鼠脊柱关节软骨中白细胞介素17、白细胞介素23、基质金属蛋白酶3、趋化因子受体6的表达水平;ELISA法检测大鼠血清中相关炎症因子的表达水平;应用苏木精-伊红染色和番红 O-固绿染色法观察大鼠关节损伤退变程度。
    结果与结论:①Western Blot检测结果显示,人工虎骨粉高剂量组大鼠的关节软骨中白细胞介素17、白细胞介素23、基质金属蛋白酶3、趋化因子受体6的表达水平较模型组显著降低(P < 0.05);②ELISA检测结果显示,与模型组相比,人工虎骨粉中、高剂量组大鼠的血清白细胞介素17、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶3水平下调效果显著(P < 0.05); ③苏木精-伊红染色和番红 O-固绿染色显示,人工虎骨粉各剂量组大鼠滑膜炎症细胞浸润及增生情况较模型组明显改善,其中人工虎骨粉中、高剂量组病理炎症国际骨关节炎研究学会评分及Mankin’s 评分显著降低(P < 0.05);④提示人工虎骨粉可明显改善碘乙酸化学刺激引起的大鼠脊柱小关节的炎症及退变,其中高剂量组效果更显著,其机制可能是通过抑制IL-23/IL-17免疫轴相关炎症因子的表达,改善关节软骨免疫微环境。

    https://orcid.org/0009-0006-4072-323X(李雯)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程
    葡萄籽提取物抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡促进胫骨生长
    张莎莎, 王 娜, 李勇军
    中国组织工程研究    2024, 28 (16): 2494-2499.   DOI: 10.12307/2024.324
    摘要545)      PDF (1533KB)(422)   


    文题释义:

    葡萄籽提取物(grape seed extract,GSE):是从葡萄籽中提取得到的一类具有较高生物活性及药理作用的天然多酚类物质,其能够通过抑制氧化应激,调节机体免疫功能发挥抗癌及改善神经功能等多种功效。新近研究显示,葡萄籽提取物中葡萄籽原花青素能够抑制软骨细胞凋亡和衰老,改善骨关节炎。
    生长板:是骨头两头的分裂组织,也就是软骨组织,发育结束了分裂组织会钙化,成为正常骨头。生长板是儿童特有的结构,也是生长期骨骼生长发育的重要部位。


    背景:葡萄籽提取物具有抑制软骨细胞凋亡和衰老、改善骨关节炎作用,但是有关葡萄籽提取物对生长板软骨细胞凋亡及胫骨生长的影响尚不清楚。

    目的:探讨葡萄籽提取物对白细胞介素1β诱导大鼠生长板软细胞凋亡的作用及对胫骨生长的影响。 
    方法:①细胞实验:体外分离、培养及鉴定SD大鼠生长板软骨细胞,实验分为对照组、模型组、葡萄籽提取物组、miR-138-5p NC组、miR-138-5p inhibitor组。对照组细胞常规培养;模型组细胞以20 ng/mL白细胞介素1β诱导生长板软骨细胞凋亡模型;葡萄籽提取物组加入20 ng/mL白细胞介素1β,同时加入10 μmol/L葡萄籽提取物溶液共培养48 h;miR-138-5p NC组细胞转染5 nmol/L miR-138-5p NC 12 h后,其余操作同模型组;miR-138-5p inhibitor组细胞转染5 nmol/L miR-138-5p inhibitor 12 h后,其余操作同模型组。qRT-PCR检测miR-138-5p和caspase-3表达;荧光素酶报告实验分析miR-138-5p和caspase-3靶向关系;CCK-8检测细胞增殖活性;流式细胞术检测细胞凋亡情况;Western blot检测caspase-3、Bcl-2蛋白表达。②动物实验:实验分为正常对照组、葡萄籽提取物组和miR-138-5p inhibitor组,观察葡萄籽提取物对大鼠胫骨平台骨骺闭合及胫骨生长的影响。

    结果与结论:①miR-138-5p与caspase-3存在靶向关系。②与对照组相比,模型组细胞增殖能力显著降低,凋亡显著增加(P < 0.01),miR-138-5p和Bcl-2表达降低(P < 0.01),caspase-3表达增加(P < 0.01);与模型组相比,葡萄籽提取物组细胞增殖能力显著增加,凋亡显著降低(P < 0.01),miR-138-5p和Bcl-2表达升高(P < 0.01),caspase-3表达降低(P < 0.01);与葡萄籽提取物组相比,miR-138-5p inhibitor组细胞增殖能力显著降低,凋亡显著增加(P < 0.01),miR-138-5p和Bcl-2表达降低(P < 0.05或P < 0.01),caspase-3表达增加(P < 0.05)。③大鼠给予葡萄籽提取物灌胃处理后能够延缓胫骨平台骨骺闭合,促进胫骨生长,而给予miR-138-5p inhibitor干预后能够抑制葡萄籽提取物对大鼠胫骨生长的作用。④结果说明,葡萄籽提取物能够通过调控miR-138-5p/caspase-3通路抑制大鼠生长板软骨细胞凋亡,改善大鼠胫骨平台骨骺闭合,促进胫骨生长。

    https://orcid.org/0009-0004-7069-6311(张莎莎)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    Compound 3k治疗骨关节炎:调控氧化应激通路改善软骨细胞糖酵解的作用机制
    郭素蓉, 曹士盛, 穆星彤, 杨 青, 张 娟
    中国组织工程研究    2025, 29 (2): 363-370.   DOI: 10.12307/2025.201
    摘要542)      PDF (2075KB)(825)   


    文题释义:
    糖酵解:是指在无氧条件下,葡萄糖在细胞质中被分解成为丙酮酸的过程,期间每分解一分子葡萄糖产生两分子丙酮酸以及两分子ATP,属于糖代谢的一种类型。一共10步反应,包括3种关键限速酶:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。
    缺氧诱导因子1α:是介导细胞参与缺氧反应的重要转录调控因子,在骨关节炎代谢调节中属于核心角色。

    背景:骨关节炎现已被认为是一种代谢性疾病,既往研究表明糖酵解在骨关节炎的发生发展中起重要作用。Compound 3k作为一种新型糖酵解小分子抑制剂,具有抗炎及抗肿瘤等功效,因此可靶向糖酵解,有望为骨关节炎治疗提供新的思路。
    目的:基于缺氧诱导因子1α/活性氧的氧化应激通路探究Compound 3k在糖酵解过度活跃所导致的骨关节炎中的作用机制。
    方法:取对数生长期的ATDC5成软骨细胞,用10 ng/mL白细胞介素1β作用24 h诱导骨关节炎体外细胞模型,以CCK-8法检测不同浓度(0.25,0.5,1,2.5,5,10,15 μmol/L)Compound 3k的细胞毒性,选出合适浓度进行后续实验。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、治疗组,模型组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导,治疗组以Compound 3k预刺激2 h后与白细胞介素1β共培养,用CCK-8法检测各组细胞增殖情况;用ELISA试剂盒检测各组细胞炎症水平;用试剂盒检测各组细胞活性氧、细胞外乳酸脱氢酶及葡萄糖含量;qRT-PCR及Western blot检测相关炎症因子白细胞介素6、肿瘤坏死因子α及糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1、甘油醛3-磷酸脱氢酶、单羧酸转运蛋白1和缺氧诱导因子1α的表达水平。
    结果与结论:①与对照组相比,模型组细胞增殖活性下降、糖酵解水平活跃,表现为细胞外乳酸脱氢酶含量增加(P < 0.001),葡萄糖含量减少(P < 0.001),相关炎症因子白细胞介素6(P < 0.000 1)及肿瘤坏死因子α(P < 0.001),糖酵解相关基因葡萄糖转运蛋白1(P < 0.001)、甘油醛3-磷酸脱氢酶(P < 0.001)、单羧酸转运蛋白1(P < 0.001)及缺氧诱导因子1α(P < 0.001)的表达水平均上调,并伴随氧化应激,活性氧过量产生。②与模型组相比,Compound 3k的治疗有效提高细胞增殖活性,抑制过度活跃的糖酵解水平的同时,抑制了骨关节炎软骨细胞炎症
    (P < 0.001)及糖酵解相关基因的表达(P < 0.001),且抑制氧化应激,缺氧诱导因子1α的表达水平下调(P < 0.000 1),活性氧水平下降。③上述结果证实,Compound 3k抑制了白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症,其机制可能与糖酵解及缺氧诱导因子1α/活性氧介导的氧化应激有关。
    https://orcid.org/0009-0008-7285-6664(郭素蓉)
    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠软骨的保护效应
    朱仕杰, 杨轶婷, 曹宇汀, 郑良栋, 林开利, 朱 睿
    中国组织工程研究    2024, 28 (20): 3170-3175.   DOI: 10.12307/2024.353
    摘要489)      PDF (1268KB)(250)   


    文题释义:

    细胞外基质:产生于多细胞有机体中,细胞周围由多种大分子组成的复杂网络,主要由5类物质组成,即胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖与氨基聚糖。研究表明,细胞外基质含有大量信号分子,积极调控细胞活动。其中,软骨细胞外基质可保护软骨细胞免受机械应力的破坏作用。

    Ⅱ型胶原:胶原蛋白有不同的类型,其中Ⅱ型胶原主要由软骨细胞产生,多存在于骨骼、关节、肌腱等组织,它是由丝状的胶原蛋白纤维与弹性蛋白及多糖蛋白相互交织形成的网状结构,具有一定的机械强度。


    背景:游泳运动是膝骨关节炎重要的非药物治疗手段,可以有效缓解膝骨关节炎,但目前游泳运动对老年膝骨关节炎的影响和机制尚不明确。

    目的:探讨游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠关节软骨的影响。
    方法:将6只3月龄雄性C57BL/6小鼠作为年轻组,将12只18月龄雄性C57BL/6小鼠随机分为老年组和游泳组,每组6只。游泳组小鼠进行1周的适应性游泳和8周的正式游泳运动。干预结束后,对各组小鼠进行步幅分析和取材。通过血常规检测外周血白细胞和淋巴细胞总数;苏木精-伊红染色和番红O-固绿染色法观察软骨形态;软骨细胞计数和改良Mankin’s评分评估关节软骨损伤程度;免疫组织化学染色和RT-qPCR法检测关节软骨中Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖和基质金属蛋白酶13的蛋白和mRNA表达。

    结果与结论:①与年轻组相比,老年组小鼠步幅明显下降(P < 0.05),外周血白细胞和淋巴细胞计数均明显升高(P < 0.05),关节软骨表面不平整、软骨细胞异常、蛋白多糖丢失,软骨细胞计数显著下降(P < 0.05),改良Mankin’s评分明显升高(P < 0.05),Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达减少(P < 0.05)、基质金属蛋白酶13的表达增加(P < 0.05)。②与老年组相比,游泳组小鼠步幅明显上升(P < 0.05),外周血的淋巴细胞计数明显下降(P < 0.05),关节软骨表面较平整、软骨细胞较正常、蛋白多糖丢失较少,软骨细胞计数显著升高(P < 0.05),改良Mankin’s评分明显下降(P < 0.05),Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达增加(P < 0.05)、基质金属蛋白酶13的表达减少(P < 0.05)。③结果说明,游泳运动可减少老年小鼠的血中炎性细胞,改善关节软骨细胞、基质成分及软骨组织形态,对老年膝骨关节炎小鼠软骨具有保护效应。

    https://orcid.org/0000-0001-9831-0741(朱仕杰)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    人骨关节炎软骨细胞上调成骨细胞中骨保护素的作用途径
    李家乐, 罗达胜, 郑刘杰, 刘 伟, 姚运峰
    中国组织工程研究    2024, 28 (26): 4194-4201.   DOI: 10.12307/2024.419
    摘要485)      PDF (1426KB)(207)   


    文题释义:

    印度刺猬蛋白(Indian hedgehog protein,IHH):是一种细胞信号蛋白,其是刺猬蛋白(Hedgehog protein,Hh)家族的成员之一,Hh在胚胎及出生后器官发育中起到重要的调控作用。近年研究发现IHH在骨关节炎的发生和发展中也起到调控作用。 
    OPG/RANKL比值:OPG能够通过结合RANKL阻断 RANKL与其受体RANK结合抑制破骨细胞成熟,进而抑制骨吸收,因此OPG和RANKL的相对浓度和平衡决定了骨吸收和骨形成的平衡。当OPG的浓度高于RANKL时,骨吸收被抑制,有利于骨形成;相反,当RANKL的浓度高于OPG时,骨吸收增加,导致骨丢失。


    背景:研究发现上调的刺猬蛋白信号将导致骨关节炎标志物蛇毒蛋白Runx2、聚蛋白多糖酶5、COL10A1以及基质金属蛋白酶13的升高,而抑制刺猬蛋白能减轻骨关节炎的严重程度。猜测骨关节炎软骨细胞能够通过印度刺猬蛋白(Indian hedgehog protein,IHH)信号通路影响成骨细胞来影响骨的形成。

    目的:探索人骨关节炎软骨细胞对软骨下成骨细胞的影响。
    方法:收集骨关节炎患者的胫骨平台标本,使用酶解法提取软骨细胞,利用酶预消化+骨块法提取成骨细胞。采用甲苯胺蓝染色和免疫荧光鉴定软骨细胞;采用碱性磷酸酶染色和免疫荧光鉴定成骨细胞,在海藻酸钠珠中以维持软骨细胞表型,将其与成骨细胞共培养,共培养系统中分别加入IHH信号通路的抑制剂(Cyclopamine,10 nmol/L)和激活剂(Purmorphamine,10 nmol/L),48 h后收集各组成骨细胞,利用qRT-PCR检测成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2、甲状旁腺激素相关肽、碱性磷酸酶、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of NF-kB ligand,RANKL)以及骨钙素等基因mRNA的表达;利用Western blot检测各处理组的成骨细胞中GLi1、骨保护素、RANKL蛋白的表达。

    结果与结论:①与骨关节炎软骨细胞共同培养时,成骨细胞中GLi1、骨保护素、RUNX2的mRNA表达水平明显增加,而甲状旁腺激素相关肽的mRNA表达水平相对降低(P < 0.05);加入IHH抑制剂(Cyclopamine)后,IHH信号通路目的基因Gli1在mRNA和蛋白水平上表达均明显降低(P < 0.05),加入IHH信号通路激活剂(Purmorphamine)后,Gli1在mRNA及蛋白水平上表达均明显升高(P < 0.05);骨保护素在实验中表现出与Gli1相同的变化趋势。②成骨细胞骨保护素/RANKL比值测定结果显示,与骨保护素的趋势相同。③结果表明,人骨关节炎软骨细胞能够促进成骨细胞中Gli1、骨保护素、Runx2等蛋白的表达;其中骨保护素的上调与IHH信号通路相关;骨关节炎软骨细胞能够通过IHH信号通路上调成骨细胞骨保护素的表达进而上调骨保护素/RANKL的比值,这将有助于软骨下骨中的骨形成。 

    https://orcid.org/0000-0002-5888-3665(李家乐)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响
    陈 晨, 郑润泉, 张贵春
    中国组织工程研究    2024, 28 (28): 4528-4534.   DOI: 10.12307/2024.470
    摘要463)      PDF (1530KB)(949)   


    文题释义:

    大黄素:是一种天然的蒽醌衍生物,一种活性化合物,存在于许多中草药的根和根茎中,如大黄、虎杖、黑果仁等,是中国和日本的传统药物。大黄素也是许多天然泻药的活性化合物之一,被用作泻药。现代药理学已经证明大黄素具有降糖、抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤的作用。
    沉默交配型信息调节因子2同源蛋白1(silent mating-type information regulator 2 homolog 1,SIRT1):可能存在于核仁、核常染色质、异染色质和内膜中,能在细胞核和细胞质之间穿梭。SIRT1通过催化关键蛋白的去乙酰化来调节细胞凋亡、增殖、分化、衰老和炎症等过程,在氧化应激和DNA损伤修复中发挥重要作用。


    背景:既往研究显示,沉默交配型信息调节因子2同源蛋白1(silent mating-type information regulator 2 homolog 1,SIRT1)-雷帕霉素机械靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)信号在骨关节炎进展中起重要作用,大黄素对骨关节炎软骨细胞有一定的保护作用。

    目的:基于SIRT1-mTOR探究大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响。
    方法:体外分离培养大鼠软骨细胞,采用10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎细胞模型,以CCK-8法测定经0,20,40,80,120,160 µmol/L的大黄素处理后的大鼠软骨细胞活力,选出合适大黄素作用浓度。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、大黄素低剂量组、大黄素高剂量组、SIRT1抑制剂EX527组、大黄素高剂量+EX527组,除对照组外其余各组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎模型,同时以大黄素和EX527分组处理细胞后,用CCK-8法、Edu染色法及流式细胞术分别检测各组细胞增殖与凋亡情况;用试剂盒检测各组细胞活性氧相对含量、丙二醛与抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平;免疫印迹检测各组细胞基质降解、凋亡与SIRT1-mTOR通路相关蛋白表达。

    结果与结论:①与对照组相比,模型组大鼠软骨细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低,凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P < 0.05)。与模型组相比,大黄素低、高剂量组上述各项指标呈相反变化(P < 0.05);EX527组各指标水平与大黄素各组呈相反趋势(P < 0.05)。②与大黄素高剂量组相比,大黄素高剂量+EX527组细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低,凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P < 0.05)。③结论:大黄素可通过激活SIRT1-mTOR信号而抑制骨关节炎软骨细胞氧化应激,从而促进软骨细胞增殖并减轻其凋亡。

    https://orcid.org/0009-0005-9558-9384(陈晨)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    橙皮素抑制氧化应激影响软骨细胞的炎性退变
    罗善超, 唐继仁
    中国组织工程研究    2024, 28 (26): 4184-4188.   DOI: 10.12307/2024.460
    摘要441)      PDF (1235KB)(396)   


    文题释义:

    骨关节炎:是由多因素导致的骨科常见的关节疾病,关节软骨的退行性改变是主要的病理特点,经常累及负重大和活动多的膝关节、髋关节等部位。全球65岁以上人群超过一半为骨关节炎患者,严重危害中老年人群健康。 
    橙皮素:是一类天然黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤和心血管保护作用等一系列重要功能,具有极高的药用价值及研究价值。


    背景:研究表明,橙皮素可以通过多种机制或者信号通路对软骨细胞产生保护作用,但其保护机制尚未完全阐明。

    目的:探讨橙皮素对脂多糖诱导的软骨细胞炎性退变的影响。
    方法:体外提取、培养SD乳鼠关节软骨细胞,采用番红O染色鉴定。通过MTT法检测细胞毒性确定最佳橙皮素干预浓度。将软骨细胞随机分为3组:对照组、模型组和实验组,后2组采用脂多糖诱导软骨细胞建立骨关节炎细胞模型,实验组造模后给予橙皮素干预24 h。采用Calcein-AM/EthD-Ⅰ染色检测细胞活性,免疫组化染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原的表达,活性氧检测试剂盒检测软骨细胞内活性氧水平,ELISA 检测软骨细胞内抗氧化剂总谷胱甘肽水平,qRT-PCR检测炎症基因白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α和软骨特异性基因Ⅱ型胶原基因的表达。

    结果与结论:①番红O染色结果表明,提取的细胞为软骨细胞;②细胞毒性实验表明0.5 μmol/L橙皮素干预软骨细胞活力最明显;③与对照组比较,模型组软骨细胞增殖能力降低,活性氧水平升高,总谷胱甘肽水平下降,Ⅱ型胶原降解增加,白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α基因表达水平升高,软骨特异性Ⅱ型胶原基因表达水平下降,差异均有显著性意义(P < 0.05);④与模型组比较,实验组软骨细胞增殖能力上升,活性氧水平下降,总谷胱甘肽水平上升,Ⅱ型胶原降解减少,白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α基因表达水平下降,软骨特异性Ⅱ型胶原基因表达水平升高(P < 0.05)。结果表明:橙皮素对脂多糖诱导的骨关节炎软骨细胞炎性退变具有保护作用,其机制可能与橙皮素抑制活性氧介导的氧化应激有关。

    https://orcid.org/0000-0001-5980-0035(罗善超)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    BMP/Smad信号通路与先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部的软骨发育
    常 宇, 李 慧, 张天水, 王春雨, 于 丽, 武子媚, 李 玟, 王正东
    中国组织工程研究    2024, 28 (16): 2500-2504.   DOI: 10.12307/2024.328
    摘要441)      PDF (1108KB)(1404)   


    文题释义:

    骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMP):一种存在于骨基质中的酸性糖蛋白,属于转化生长因子超家族,作用于未分化且具有成骨潜能的间充质细胞表面,可以促进骨功能细胞分泌骨胶原、骨基质、细胞因子和酶类,启动骨形成过程。
    先天性马蹄内翻足:是常见的先天性足畸形。由足下垂、内翻、内收3个主要畸形综合而成。以后足马蹄,内翻、内旋,前足内收、内翻、高弓为主要表现的畸形疾病。男性发病较多,可为单侧发病,也可双侧,病因尚不清楚。


    背景:先天性马蹄内翻足主要表现为骨本身异常及软骨发育异常,BMP/Smad信号通路可以指导胚胎期骨和软骨的发育,但其在马蹄内翻足病因领域发挥的作用尚无动物实验证实。

    目的:探讨BMP/Smad信号通路参与调控先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部软骨发育异常的机制。
    方法:将生长状况相同的孕10 d的SD大鼠随机分为实验组和对照组。实验组采用135 mg/kg维甲酸灌胃制作马蹄内翻足模型,对照组采用等量植物油灌胃;孕21 d后剖腹取出胎鼠,实验组孕鼠产下胎鼠41只中出现马蹄足畸形27 只,畸型率65.9%;对照组获得胎鼠36 只,均未出现畸形。分离胎鼠足踝部组织进行苏木精-伊红染色,并采用Western blot、RT-qPCR、免疫组化检测BMP/Smad信号通路核心蛋白Smad5、P-Smad5、通路下游蛋白SP7以及Sox9的表达水平。

    结果与结论:①与对照组相比,苏木精-伊红染色可见实验组大鼠足踝部组织中软骨基质增多,骨间缝隙增大;②免疫组化显示实验组Smad5与SP7表达水平下降,而Sox9基因表达增高;③RT-qPCR结果显示实验组大鼠足踝部组织中Smad5、SP7的mRNA表达水平下降,Sox9 mRNA表达水平升高;④Western blot结果显示实验组大鼠足踝部软骨组织中P-Smad5/Smad5及SP7表达降低,Sox9表达升高;⑤结果说明,先天性马蹄内翻足模型大鼠足踝部软骨异常的发生与BMP/Smad信号通路传导障碍有关。

    https://orcid.org/0009-0000-7835-3605(常宇)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    中低强度运动干预高脂饲养小鼠膝关节损伤软骨细胞LncRNA HOTAIR的表达
    张慧珍, 吴 伟, 罗海涛
    中国组织工程研究    2024, 28 (11): 1684-1689.   DOI: 10.12307/2024.221
    摘要434)      PDF (1461KB)(232)   


    文题释义:

    中低强度运动:被认为较为适合膝骨关节炎患者,可以通过心率大致估算。其中涉及几个概念:心率储备=最大心率(220-年龄)-安静心率,中低强度运动心率控制在心率储备40%-80%+安静心率。比如30岁成年人,安静心率为60次/min,中低强度运动心率按照公式可以控制在112-164次/min之间。膝骨关节炎患者运动强度不宜过大(建议:心率储备40%-60%+安静心率),以免加重症状,特别是老年人。
    Micro CT:临床前科学研究的高分辨率、低辐射、高性能X射线活体3D显微断层扫描仪,可以将小动物(如小鼠)整体、骨骼、牙齿、脏器、血管和脂肪组织等在内的广泛样本三维成像清晰地展现相应组织,并且得到相关数据参数。在骨与关节系统中,作为一项金指标被广泛应用。


    背景:中低强度有氧运动对膝关节软骨具有一定保护作用。长链非编码RNA对基因调节具有重要作用,其中,HOTAIR可以动员多个转录共同抑制因子,抑制某些基因表达。

    目的:检测HOTAIR及相关因子在高脂饲养小鼠及中低强度运动干预后膝关节软骨细胞中表达水平,探讨其在软骨损伤及运动康复中的作用。
    方法:C57BL/6雄性小鼠30只,随机分为对照组(正常饲养)、高脂静养组和高脂运动组,每组10只。高脂运动组进行8周中低强度跑台运动,对照组和高脂静养组笼中饲养,期间每周日称体质量。8周跑台结束后取材双下肢,采用Micro CT扫描膝关节,股骨髁成3D图像,获取相关参数;膝关节苏木精-伊红和番红固绿染色进行关节Mankin和OARSI评分;RT-PCR检测相关软骨代谢指标Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶13、白细胞介素1,脂代谢指标低密度脂蛋白受体相关蛋白5(LRP5),HOTAIR及其下游因子赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)mRNA表达。

    结果与结论:①高脂静养组和高脂运动组体质量均高于对照组(P < 0.01),高脂运动组体质量低于高脂静养组(P < 0.05);②高脂静养组和高脂运动组骨小梁连接密度均高于对照组(P < 0.01);③高脂静养组Mankin和OARSI评分高于对照组(P < 0.01)和高脂运动组(P < 0.05);④对照组Ⅱ型胶原 mRNA表达高于高脂运动组(P < 0.05)和高脂静养组(P < 0.01),高脂运动组Ⅱ型胶原 mRNA表达高于高脂静养组(P < 0.01);⑤高脂静养组基质金属蛋白酶13、白细胞介素1、低密度脂蛋白受体相关蛋白5、HOTAIR和赖氨酸特异性去甲基化酶1 mRNA表达高于对照组和高脂运动组(P < 0.01);⑥结论:高脂饲养造成小鼠股骨髁骨质增加、膝关节软骨磨损,软骨细胞代谢紊乱,这一过程中HOTAIR的表达增加。8周中低强度跑台可减轻小鼠体质量、减缓膝关节软骨磨损、改善软骨细胞功能和下调HOTAIR表达。

    https://orcid.org/0000-0002-2825-3451(张慧珍)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    二甲双胍抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路保护骨关节炎模型大鼠关节软骨
    徐田杰, 樊佳欣, 郭小玲, 贾 祥, 赵兴旺, 刘凯楠, 王 茜
    中国组织工程研究    2025, 29 (5): 1003-1012.   DOI: 10.12307/2025.282
    摘要434)      PDF (3399KB)(303)   



    文题释义:

    关节软骨:是一层特殊结缔组织,由软骨细胞和细胞外基质组成。关节软骨具有减少摩擦、吸收冲击和分散压力的重要功能,其健康对于关节的正常运动和功能至关重要,然而由于年龄、创伤或疾病等因素的影响,关节软骨可能受到损伤和退化。
    PI3K/AKT/mTOR信号通路:是一个重要的细胞信号传导通路,起始于磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的活化,PI3K会催化磷酸化磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)生成磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3)。PIP3进一步激活蛋白激酶B(AKT),促使AKT被磷酸化,磷酸化的AKT在细胞内激活下游靶蛋白mTOR,从而参与多个细胞生理和病理过程的调控。

    背景:研究表明,二甲双胍具有抗炎、抗肿瘤、抗衰老与血管保护作用,可抑制骨关节炎的进展,但其具体的作用机制仍不明确。
    目的:探讨二甲双胍对骨关节炎模型大鼠软骨保护的作用机制。
    方法:取40只雄性SD大鼠,采用随机数字表法分4组(n=10):空白组不进行任何手术,假手术组暴露关节腔,模型组、二甲双胍组采用改良Hulth法建立骨关节炎模型;造模后1 d,二甲双胍组大鼠灌胃给予二甲双胍200 mg/(kg•d),模型组、空白组、假手术组灌胃给予生理盐水,连续给药4周。给药结束后,苏木精-伊红、甲苯胺蓝和番红O-固绿染色观察大鼠膝关节软骨病理形态,免疫组化染色与Western blotting检测大鼠软骨组织中SOX9、Ⅱ型胶原、ADAMTS5、Beclin1、P62、p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT、p-mTOR、mTOR的蛋白表达。 
    结果与结论:①苏木精-伊红、甲苯胺蓝和番红O-固绿染色结果显示,空白组、假手术组大鼠膝关节软骨表面光滑,组织形态正常;模型组大鼠膝关节软骨表面不规则,软骨组织出现缺损,软骨细胞数量减少, 软骨基质中蛋白多糖含量减少;相较于模型组,二甲双胍组大鼠膝关节软骨结构损伤有明显改善,软骨表面趋于平整,软骨细胞数量与软骨基质中蛋白多糖含量增加;②免疫组化染色与Western blotting检测结果显示,与空白组、假手术组比较,模型组大鼠软骨组织中SOX9、Ⅱ型胶原、Beclin1蛋白表达降低(P < 0.05),ADAMTS5、P62及p-PI3K、p-AKT、p-mTOR蛋白表达升高(P < 0.05);与模型组比较,二甲双胍组大鼠软骨组织中SOX9、Ⅱ型胶原、Beclin1蛋白表达升高(P < 0.05),ADAMTS5、P62及p-PI3K、p-AKT、p-mTOR蛋白表达降低(P < 0.05);③结果表明,二甲双胍可通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路的活化提高骨关节炎模型大鼠软骨细胞自噬活性、减少软骨基质降解,进而发挥关节软骨保护作用。
    https://orcid.org/0009-0005-8196-6337(徐田杰)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程


    甲基莲心碱可抑制白细胞介素1β诱导的软骨细胞凋亡
    周观金, 李亚楠, 李 涛
    中国组织工程研究    2024, 28 (35): 5624-5629.   DOI: 10.12307/2024.827
    摘要433)      PDF (1364KB)(189)   


    文题释义:

    甲基莲心碱:是一种提取自植物莲成熟种子绿色胚芽的生物碱,具有抗炎、抗肿瘤、抗凋亡等广泛的药理活性,可缓解内质网应激、抑制细胞凋亡。
    内质网PERK/ATF途径:是调控凋亡信号分子表达、促进细胞凋亡的重要信号通路之一。机体钙稳态失衡时,内质网应激释放蛋白激酶R样内质网激酶蛋白,通过反向自身磷酸化活化进一步激活转录激活因子4的转录表达,随后诱导凋亡信号分子表达,最终促进软骨细胞凋亡。


    背景:细胞凋亡参与了关节退行性疾病的形成过程,因此抗软骨细胞凋亡可能是治疗骨关节炎的有效途径。甲基莲心碱具有抗炎、抗肿瘤、抗凋亡等广泛的药理活性,其对软骨细胞凋亡的影响尚不明确。

    目的:探讨甲基莲心碱对白细胞介素1β诱导的软骨细胞凋亡的影响,阐明可能的作用机制。
    方法①取对数生长期大鼠软骨细胞,分5组干预:对照组常规培养,模型组加入白细胞介素1β处理2 h后常规培养24 h,低、中、高浓度药物组加入白细胞介素1β处理2 h后分别加入5,10,20 μmol/L甲基莲心碱培养24 h。培养结束后,检测细胞凋亡、细胞上清中软骨糖蛋白39及Ⅱ型胶原水平、凋亡相关蛋白的mRNA与蛋白表达、PERK/ATF4信号通路相关蛋白的mRNA与蛋白表达。②取对数生长期大鼠软骨细胞,分4组干预:对照组与模型组干预同上,药物组加入白细胞介素1β处理2 h后再加入20 μmol/L甲基莲心碱培养24 h,激活剂组加入白细胞介素1β处理2 h后再加入20 μmol/L甲基莲心碱、PERK/ATF4信号通路激活剂CCT020312培养24 h。培养结束后,采用CCK-8法检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡,凋亡相关蛋白与PERK/ATF4信号通路相关蛋白的mRNA与蛋白表达。

    结果与结论:①与对照组比较,模型组细胞凋亡率增加(P < 0.05)、增殖活性降低(P < 0.05),软骨糖蛋白39水平升高(P < 0.05),Ⅱ型胶原水平降低(P < 0.05),Bcl-2蛋白的mRNA与蛋白表达降低(P < 0.05),Bax蛋白的mRNA与蛋白表达、caspase-3 mRNA表达、Cleaved-caspase-3蛋白表达均升高(P < 0.05),PERK、ATF4、CHOP mRNA表达升高(P < 0.05),p-PERK、ATF4、CHOP蛋白表达升高(P < 0.05);与模型组比,甲基莲心碱可逆转白细胞介素1β对软骨细胞的上述影响,并且呈现浓度依赖性;②与药物组比较,激活剂组细胞凋亡率增加(P < 0.05)、增殖活性降低(P < 0.05),caspase-3、ATF4、CHOP mRNA表达升高(P < 0.05),Cleaved-caspase-3、ATF4、CHOP蛋白表达均升高(P < 0.05);③结果表明,甲基莲心碱可抑制白细胞介素1β诱导的软骨细胞凋亡、提高细胞增殖活性,作用机制可能与阻断内质网PERK/ATF4信号通路有关。

    https://orcid.org/0009-0001-6314-260X(周观金)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    香草酸抑制终板软骨细胞炎症反应和细胞外基质降解
    于庆贺, 蔡子鸣, 吴锦涛, 马鹏飞, 张 鑫, 周龙千, 王亚坤, 林晓钦, 林文平
    中国组织工程研究    2025, 29 (30): 6391-9397.   DOI: 10.12307/2025.915
    摘要429)      PDF (1900KB)(261)   



    文题释义:
    香草酸:是一种从黄芪、当归等中草药和多种可食用植物中提取的酚类化合物,具有显著的抗炎、抗氧化作用。
    终板软骨细胞:是一种位于椎间盘终板软骨中的透明软骨细胞,具有缓冲应力、供应营养的作用。

    背景:研究表明,香草酸具有抗炎、抗氧化应激的作用,但它对终板软骨细胞是否有保护作用尚不清楚。
    目的:探讨香草酸对炎症微环境下终板软骨细胞的作用及机制。
    方法:①从SD大鼠尾椎椎间盘中提取原代终板软骨细胞,通过甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原蛋白免疫荧光鉴定;②CCK-8法检测白细胞介素1β、香草酸对终板软骨细胞增殖活力的影响,以确定后续处理细胞应用的香草酸浓度;③向完全培养基中添加10 ng/mL白细胞介素1β模拟炎症微环境,用低、中、高质量浓度的香草酸处理终板软骨细胞,通过Western blot、免疫荧光检测炎症标志物和细胞外基质蛋白表达;④Western blot检测核因子κB信号通路蛋白水平。
    结果与结论:①贴壁培养的终板软骨细胞形态呈梭形或三角形,甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原蛋白免疫荧光阳性,证明实验提取的细胞为终板软骨细胞;②CCK-8结果显示,2.5,5,10,20 μg/mL香草酸处理终板软骨细胞24 h无明显增殖抑制效果;与白细胞介素1β组相比,5,10,20 μg/mL香草酸处理24 h的终板软骨细胞活力显著提高(P < 0.05),因此后续选用5,10,20 μg/mL香草酸为低、中、高剂量组处理终板软骨细胞;③与模型组(含10 ng/mL 白细胞介素1β的完全培养基)相比,香草酸低、中、高剂量组终板软骨细胞中NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)、基质金属蛋白酶13、基质金属蛋白酶3、肿瘤坏死因子α蛋白表达水平均明显降低(P < 0.05);④与模型组相比,香草酸低、中、高剂量组终板软骨细胞中聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白的蛋白表达水平显著增加(P < 0.05);⑤与模型组相比,香草酸低、中、高剂量组终板软骨细胞中磷酸化核因子κB和磷酸化核因子κB 抑制蛋白的蛋白表达水平显著降低(P < 0.05);⑥结果说明香草酸可能通过抑制核因子κB信号通路激活减轻白细胞介素1β诱导的大鼠终板软骨细胞的炎症反应和细胞外基质降解。
    https://orcid.org/0000-0001-5029-5466(林文平)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程
    NONHSAT248596.1内源性竞争miR-146a-5p调控骨关节炎软骨退变的机制
    杨 光, 李彦林, 王国梁, 宁梓文, 杨腾云, 何任杰, 熊波涵, 杨 兵, 李 黎
    中国组织工程研究    2024, 28 (16): 2512-2518.   DOI: 10.12307/2024.283
    摘要429)      PDF (2011KB)(271)   


    文题释义:

    竞争性内源性RNA:microRNA可通过结合mRNA导致基因沉默,而竞争性内源性RNA可通过竞争性地结合microRNA来调节基因表达。
    长链非编码RNA(lncRNA):是长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA。研究表明,lncRNA 在剂量补偿效应、表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等众多生命活动中发挥重要作用,成为遗传学研究热点。
    基质细胞衍生因子1:是一种极强的软骨基质降解诱导物,当基质细胞衍生因子1作为配体与软骨表面的4型趋化因子受体特异性地结合后,形成基质细胞衍生因子1/4型趋化因子受体信号通路,便可激活细胞外信号调节酶(Erk)及相关激酶(P38MAPK)信号通路,促进软骨基质释放基质金属蛋白酶,加速软骨基质中的Ⅱ型胶原蛋白和聚集蛋白聚糖降解,从而加速软骨退变,诱发骨关节炎。


    背景:目前已有针对lncRNA\miRNA\mRNA的共表达网络对骨关节炎发生发展调控机制的研究,课题组前期研究已通过数据库筛选出符合条件的NONHSAT248596.1和miR-146a-5p,尚缺乏体内实验来验证上述调控机制。 

    目的:探究NONHSAT248596.1在基质细胞衍生因子1/4型趋化因子受体轴介导体内骨关节炎软骨退变进程中对miR-146a-5p发挥的竞争性内源性RNA调控作用。 
    方法:取36只新西兰兔,通过向右侧后肢膝关节注射基质细胞衍生因子1溶液建立骨关节炎模型,采用随机数字表法分4组,lncRNA组、miRNA组、ceRNA组、对照组分别向造模膝关节内注射NONHSAT248596.1过表达的慢病毒载体、miR-146a-5p过表达的慢病毒载体、miR-146a-5p+NONHSAT248596.1过表达的慢病毒载体及空慢病毒载体。造模第 4,8,12 周,取膝关节软骨组织和软骨下骨组织进行相关检测。

    结果与结论:①苏木精-伊红与番红O固绿染色显示,4组软骨组织都有不同程度的退变表现,造模第4周时,lncRNA组软骨组织中的软骨细胞肿胀、细胞极性消失,细胞外基质破坏,出现表层糜烂、裂缝形成和软骨组织局部或全层缺失,并随时间延长软骨损伤程度逐渐加重,4组中miRNA组关节软骨炎症进展最缓慢;②qRT-PCR检测显示,相同时间点下,lncRNA组软骨组织中NONHSAT248596.1、4型趋化因子受体、基质金属蛋白酶3,9及13的mRNA表达量高于其他3组(P < 0.05),miR-146a-5p、聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的mRNA表达量低于其他3组(P < 0.05);造模后第8,12周,miRNA组软骨组织中的NONHSAT248596.1、4型趋化因子受体、基质金属蛋白酶3,9及13的mRNA表达量低于ceRNA组、对照组(P < 0.05),miR-146a-5p、聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的mRNA表达量高于ceRNA组、对照组(P < 0.05);③Western Blot检测显示,相同时间点下,lncRNA组软骨组织中的聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白表达量始终低于其他3组(P < 0.05);miRNA组造模后第8,12周软骨组织中的聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白表达量高于ceRNA组、对照组(P < 0.05);④结果表明,miR-146a-5p作为NONHSAT248596.1的作用靶点会受到其竞争性内源性RNA的作用造成活性被抑制,NONHSAT248596.1作用于miR-146a-5p后调控基质细胞衍生因子1/4型趋化因子受体轴,影响骨关节炎软骨组织中基质金属蛋白、Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖的表达,造成细胞外基质的降解及蛋白多糖的丢失。

    https://orcid.org/0009-0009-9409-8865(杨光)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    沙苑子苷A对关节软骨细胞凋亡的影响
    尹 路, 蒋川锋, 陈俊杰, 易 明, 王子赫, 石厚银, 汪国友, 沈骅睿
    中国组织工程研究    2025, 29 (8): 1541-1547.   DOI: 10.12307/2025.339
    摘要423)      PDF (1603KB)(286)   




    文题释义:
    沙苑子苷A:分子式为C28H32O16,是中药沙苑子中提取的含量较高的黄酮类成分之一。研究表明沙苑子苷A对肺上皮细胞、肝细胞具有保护和抗凋亡作用。
    细胞凋亡:机体生理与病理情况下的细胞自主有序的死亡,凋亡的异常会导致慢性退行性疾病等。

    背景:软骨细胞凋亡是骨关节炎发生发展的重要因素,沙苑子苷A具有类黄酮作用,可抑制多种细胞凋亡,但其对软骨细胞凋亡的影响及作用机制尚不明确。
    目的:基于Wnt/β-catenin信号通路探讨沙苑子苷A与软骨细胞凋亡的内在关联及作用机制。
    方法:①收集膝关节置换术中截取的股骨及胫骨部分软骨组织,体外分离培养及鉴定软骨细胞;②通过CCK-8检测沙苑子苷A在0-
    160 μmol/L范围内是对软骨细胞的最佳干预浓度;③将软骨细胞分为空白组、硝普钠(1.5 mmol/L)诱导组、硝普钠(1.5 mmol/L)+沙苑子苷A
    (5 μmol/L)组。采用CCK-8、流式细胞技术检测各组细胞活力、凋亡率;免疫荧光染色检测各组细胞中Ⅱ型胶原蛋白、SOX9表达;Western Blot检测细胞凋亡相关蛋白及Wnt/β-catenin通路蛋白的表达。
    结果与结论:①体外提取的细胞经培养、染色鉴定为软骨细胞;②沙苑子苷A在0-80 μmol/L浓度范围内对软骨细胞无明显细胞毒性,在2.5-10 μmol/L浓度范围内可明显提高软骨细胞活力,且当浓度为5 μmol/L时作用较为显著;③硝普钠诱导组软骨细胞凋亡率高于空白组,硝普钠+沙苑子苷A组的细胞凋亡率低于硝普钠诱导组;④硝普钠诱导组软骨细胞Ⅱ型胶原蛋白、SOX9荧光强度弱于空白组,硝普钠+
    沙苑苷A组Ⅱ型胶原蛋白、SOX9的荧光强度高于硝普钠诱导组;⑤硝普钠诱导组Bax、Caspase-3、基质金属蛋白酶13、Wnt3a、Wnt5a和β-catenin的蛋白表达量高于空白组,Bcl-2蛋白表达低于空白组;硝普钠+沙苑子苷A组除Bcl-2的蛋白表达高于硝普钠诱导组外,上述其他蛋白表达均低于硝普钠诱导组。结果表明沙苑子苷A对软骨细胞凋亡具有一定的抑制作用,可调节凋亡相关蛋白、促进软骨细胞调节因子表达,推测可能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路发挥作用。
    https://orcid.org/0009-0006-9016-2645(尹路)

    针刀调控线粒体途径软骨细胞凋亡防治大鼠膝骨关节炎
    卢梦雅, 伍 闲, 佘泽宇, 夏 帅, 卢 曼, 杨永晖
    中国组织工程研究    2024, 28 (32): 5190-5195.   DOI: 10.12307/2024.513
    摘要416)      PDF (1645KB)(287)   


    文题释义:

    软骨细胞:是关节软骨中主要的细胞成分,当软骨细胞处于病理状态无法发挥正常功能或凋亡时就不能适当地再生和重塑软骨,最终导致关节软骨衰竭,诱发关节疾病。减少软骨细胞凋亡、恢复软骨功能对于减缓膝骨关节炎的发生发展是至关重要的。
    线粒体途径的细胞凋亡:细胞凋亡信号通路可以分为细胞内信号诱导的线粒体途径及细胞外信号触发的死亡受体途径,其中线粒体途径的凋亡信号主要由Bcl-2家族成员通过调节线粒体膜的通透性进行调控。


    背景:针刀治疗膝骨关节炎的疗效确切,但其作用机制并不十分明确。

    目的:基于破骨细胞相关受体-肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体-骨保护素(OSCAR-TRAIL-OPG)途径分析针刀对膝骨关节炎大鼠膝关节软骨细胞凋亡的影响。
    方法:采用随机数字表法将27只SD大鼠分为正常组(9只)、模型组(9只)、针刀组(9只),正常组大鼠常规饲养,不进行任何处理;模型组、针刀组采用膝关节内注射木瓜蛋白酶建立左后肢膝骨关节炎模型,造模成功后给予针刀组大鼠针刀干预,1次/周,共3次。干预结束后进行相关检测。

    结果与结论:①与正常组相比,模型组大鼠Lequesne MG行为学评分升高(P < 0.01);与模型组相比,针刀组大鼠Lequesne MG行为学评分降低(P < 0.01)。②苏木精-伊红染色显示与正常组相比,模型组大鼠膝关节软骨表面磨损且不平整,软骨细胞肿胀、破裂且数量减少,细胞排列杂乱;针刀组大鼠膝关节软骨表面较为平整,软骨细胞数量较多且排列较规整,结构基本清晰。③免疫组化染色显示与正常组相比,模型组大鼠膝关节软骨组织中OSCAR、TRAIL阳性表达增加(P < 0.01),OPG阳性表达减少(P < 0.01);与模型组相比,针刀组大鼠膝关节软骨组织中OSCAR、TRAIL阳性表达减少(P < 0.01),OPG阳性表达增加(P < 0.01)。④TUNEL染色显示与正常组相比,模型组软骨细胞凋亡数量增加(P < 0.01);与模型组相比,针刀组软骨细胞凋亡数量减少(P < 0.01)。⑤RT-qPCR与Western blot检测显示与正常组相比,模型组大鼠关节软骨组织中OSCAR、TRAIL、Bax表达升高(P < 0.01),OPG、Bcl-2表达降低(P < 0.01);与模型组相比,针刀组大鼠关节软骨组织中OSCAR、TRAIL、Bax表达降低(P < 0.01),OPG、Bcl-2表达升高(P < 0.01)。⑥针刀干预可减轻膝骨关节炎大鼠关节软骨组织损伤,该作用可能与OSCAR-TRAIL-OPG通路阻断线粒体途径凋亡信号释放有关。

    https://orcid.org/0009-0002-5260-5303(卢梦雅)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬抑制白细胞介素1β诱导的关节软骨细胞损伤
    郑永智, 陈飞飞, 康 乾, 晋春阳, 王若秦
    中国组织工程研究    2025, 29 (14): 2882-2891.   DOI: 10.12307/2025.387
    摘要407)      PDF (2161KB)(247)   



    文题释义:
    蠲痹汤:由羌活、独活、肉桂、秦艽、海风藤、桑枝、当归、川芎、乳香、木香、甘草等药物组成,具有祛风除湿、蠲痹止痛之功效,对于缓解全身关节疼痛和改善活动功能障碍有确切疗效。
    线粒体自噬:细胞会通过自噬机制来选择性地清除受损线粒体,来维持线粒体的稳态和线粒体质量。软骨细胞线粒体自噬的缺陷会引起细胞凋亡和基质消失等软骨细胞退行性病变的变化。因此,维持细胞线粒体的稳态是治疗膝骨关节炎的潜在有效策略。

    背景:软骨细胞线粒体自噬的缺陷会引起细胞凋亡和基质消失等软骨细胞退行性病变的变化。
    目的:探讨蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的大鼠膝关节软骨细胞炎症反应和凋亡的影响及可能作用机制。
    方法:50只雄性SD大鼠随机给予生理盐水、蠲痹汤低、中、高剂量(1.24,2.48,4.96 g/kg)、塞来昔布(阳性药物),连续灌胃2周后获得含药血清。①分离软骨细胞,将其随机分为对照组、白细胞介素1β组、蠲痹汤低、中、高剂量含药血清组及阳性药物血清组。CCK-8法检测细胞存活率、免疫荧光双染检测线粒体自噬水平、免疫荧光检测磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶水平、Western blot检测PTEN诱导激酶1/Parkin通路相关蛋白和裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3表达、ELISA检测炎症因子水平;②分别采用PTEN诱导激酶1 siRNA和Compound C进行干预,探究AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路在蠲痹汤含药血清调控线粒体自噬中的作用。
    结果与结论:①与对照组比较,白细胞介素1β组软骨细胞存活率、Ⅱ型胶原蛋白表达、磷酸化腺苷酸激活蛋白激酶、PTEN诱导激酶1、Parkin和微管相关蛋白1轻链3蛋白水平以及线粒体自噬水平明显降低(P < 0.05),而裂解的半胱氨酸蛋白酶蛋白3蛋白水平、白细胞介素6、白细胞介素8和肿瘤坏死因子α水平显著升高(P < 0.05);与白细胞介素1β组比较,蠲痹汤各剂量含药血清组和阳性药物血清组上述各项指标呈现相反的变化(P < 0.05);②PTEN诱导激酶1 siRNA可显著抑制蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞线粒体自噬的影响,降低蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β诱导的软骨细胞炎症与凋亡的保护作用;Compound C逆转了蠲痹汤含药血清对白细胞介素1β处理软骨细胞中PTEN诱导激酶1/Parkin信号通路的影响。结论:蠲痹汤含药血清通过影响线粒体自噬水平来抑制软骨细胞炎症和凋亡,从而减轻白细胞介素1β诱导的软骨细胞退化,其机制可能与调控AMPK/PTEN诱导激酶1/Parkin通路有关。
    https://orcid.org/0009-0002-1188-8300(郑永智)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    压应力激活SOST/Wnt/β-catenin通路诱导软骨终板细胞退变
    项 攀, 车艳军, 罗宗平
    中国组织工程研究    2025, 29 (5): 951-957.   DOI: 10.12307/2025.277
    摘要402)      PDF (1207KB)(243)   




    文题释义:
    软骨终板:位于纤维环和髓核的头尾端,上下椎体和椎间盘的相交界面上,分为透明软骨层和钙化软骨层。它是椎间盘的构成部分,主要为椎间盘提供营养,同时也是椎间盘的应力缓冲保护带。
    力学微环境:体内细胞力学微环境通常由细胞外基质力学特性(被动刺激)和应力/应变载荷(主动刺激)两部分组成,体内细胞除感受细胞外基质的力学特性,其微环境中还充斥着复杂的应力刺激。其中拉压应力是一类应力刺激,存在于许多组织中,例如,几乎所有体内结缔组织均会承受一定程度的拉应力,骨组织中主要是压应力。

    背景:在许多可以导致椎间盘退变的因素中(衰老、营养匮乏、机械因素等),力学负荷被认为是极其重要的因素,但其机制尚不清楚。
    目的:探讨硬骨素和Wnt/β-catenin信号通路在压应力诱导终板软骨退变中的作用。
    方法:提取4周龄雄性SD大鼠软骨终板细胞,体外利用力学加载仪器对终板软骨细胞施加压应力,于压缩细胞1,3,5,7 d,采用CCK-8法测定细胞活力;Western blot、RT-qPCR及细胞免疫荧光等检查终板软骨细胞内软骨标记物(聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原)、钙化相关因子(Runx2、骨钙素)、细胞外基质降解酶及信号通路基因(硬骨素、β-catenin)等表达。
    结果与结论:①压应力作用下,终板软骨细胞活力会随着压应力时间、强度增加而降低;②终板软骨细胞的软骨标记物(聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原)表达下降,而钙化相关因子(Runx2、骨钙素)表达上升;③压应力能促进终板软骨细胞的细胞外基质降解,基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13表达量增加;④细胞内Wnt/β-catenin信号通路表达出现异常,其特异性抑制因子硬骨素伴随着β-catenin的异常积累而表达下降。结果说明:在压应力作用下,终板软骨细胞内硬骨素的表达下降,导致Wnt/β-catenin信号通路激活,促进软骨终板的钙化、退变与细胞外基质的降解,进而促进椎间盘退变。
    https://orcid.org/0000-0001-7246-7003(罗宗平);https://orcid.org/0000-0003-3843-6689(车艳军)
    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    Hemin调控小鼠软骨细胞氧化应激的线粒体途径
    贺光辉, 原 杰, 柯燕琴, 丘小婷, 张晓玲
    中国组织工程研究    2025, 29 (6): 1183-1191.   DOI: 10.12307/2025.269
    摘要389)      PDF (3135KB)(266)   




    文题释义:
    Hemin:是一种富含铁的卟啉化合物,同时也是血红素加氧酶(HO-1)的诱导剂。它具备多种功效,包括细胞保护、抗氧化、免疫调节、促血管生成和抗炎等多种作用。Hemin已成功应用于临床,成为治疗急性卟啉病的重要药物。
    氧化应激:是指细胞内产生过多的氧化物质(如自由基),导致细胞内的氧化还原平衡被破坏,从而引发一系列不利的生物学效应。这些氧化物质可以损害细胞的脂质、蛋白质和DNA,进而导致细胞损伤、凋亡和炎症,参与多种疾病的发生和发展。

    背景:研究显示线粒体氧化应激在膝骨关节炎发生发展中具有重要作用,Hemin可以调控线粒体相关蛋白的表达。
    目的:研究Hemin对小鼠软骨细胞氧化应激的调控及其在膝骨关节炎中的干预作用及机制。
    方法:①体外细胞实验:提取C57BL/6小鼠的原代软骨细胞,采用10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎软骨细胞模型,使用CCK-8法确定Hemin(0,1,10,20,40,80,160 μmol/L)干预小鼠软骨细胞的最适浓度。将软骨细胞随机分为正常组、模型组(白细胞介素1β)、Hemin组(白细胞介素1β+Hemin)。检测各组软骨细胞的活性氧、线粒体膜电位和凋亡情况。②动物体内实验:将成年C57BL/6小鼠随机分为正常组、模型组(骨关节炎),Hemin(骨关节炎+Hemin)组,每组8只,Hemin治疗4周后观察小动物行为学及膝关节病理组织形态学变化,检测软骨组织细胞外基质相关蛋白表达及软骨组织细胞凋亡的变化,检测软骨组织Nrf2/HO-1蛋白的表达水平。
    结果与结论:①体外细胞实验:Hemin作用于原代软骨细胞的最适浓度为40 μmol/L,经过Hemin处理的白细胞介素1β诱导的软骨细胞相对于模型组活性氧水平明显较少,线粒体膜电位明显有改善,软骨细胞凋亡减少。②动物体内实验:Hemin治疗4周后,与模型组比较,Hemin组的小鼠下肢功能明显转好,组织病理学评分显著改善,膝关节软骨细胞凋亡明显减少。③结果表明,Hemin可以缓解白细胞介素1β诱导下的小鼠软骨细胞氧化应激,恢复线粒体功能,减少细胞凋亡。Hemin可以改善膝骨关节炎细胞外基质降解、促进软骨细胞合成代谢、降低分解代谢及减少软骨细胞凋亡,可能是通过激活炎症环境中软骨细胞Nrf2/HO-1信号通路发挥的作用。
    https://orcid.org/0000-0003-1948-1628(贺光辉);https://orcid.org/0000-0002-0134-1347(张晓玲)