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微重力环境下MicroRNA调控成骨细胞分化研究进展被引量：3: 2018年; MicroRNA（miRNA）是生物学过程中基因表达的重要调控分子,但miRNA在骨组织代谢过程中发挥的重要调控作用尚未完全阐明。综述现阶段miRNA在微重力环境下对成骨细胞分化的调控作用,对miRNA的调控作用分为正负两类分别进行归纳,重点介绍不同基因的作用机制,并列举在微重力环境下对骨组织代谢有重要影响的一些miRNA分子。微重力环境下miRNA对骨组织代谢性疾病具有比较重要的调控作用,其相关研究对预防及治疗失重性骨质缺失病症意义重大。; 张扬张西正; 关键词：微小RNA 微重力环境成骨细胞骨代谢

力学载荷干预骨缺损原位修复的实验模型研究: 2014年; 组织工程复合物用于骨缺损治疗是目前研究的热点,力学载荷对组织工程复合物在体成骨具有重要意义,相关研究越来越受到研究者们的关注.在组织工程研究领域,建立标准化的动物模型是进行实验研究的基础,用于探索不同力学载荷环境对骨缺损原位修复的影响及其作用机制.综述了力学载荷干预骨缺损修复实验模型的建立方法,对常用的动物选择、缺损制备、固定方法及载荷加载方式进行总结,为相关研究提供实验模型选择方面的参考.; 徐成李瑞欣孙凯李昊年争好张西正; 关键词：骨缺损动物模型

Mechanical Strain Regulates Osteoblast Proliferation Through Ca^(2+)-CaMK-CREB Signal Pathway被引量：1: 2016年; Objective To investigate the effects of mechanical strain on Ca^(2+)-calmodulin dependent kinase(CaMK)-cA MP response element binding protein(CREB) signal pathway and proliferation of osteoblasts. Methods Using a four-point bending device, MC3T3-E1 cells were exposed to mechanical tensile strains of 2500 μs and 5000 μs at 0.5 Hz respectively. The intracellular free Ca^(2+)([Ca^(2+)]i) concentration and calmodulin activity were assayed by fluorospectrophotometry, CaMK II β, CREB, and phosphorylated(activated) CREB(p-CREB) were assessed by Western blot, and cells proliferation was assayed with MTT. Pretreatment with verapamil was carried out to block Ca^(2+) channel, and inhibitor U73122 was used to inhibit phospholipase C(PLC). Results Mechanical strains of 2500 μs and 5000 μs for 1 to 10 minutes both increased [Ca^(2+)]i level of the cells. The 2500 μs strain, a periodicity of 1 h/d for 3 days, activated calmodulin, elevated protein levels of CaMK II β and p-CREB, and promoted cells proliferation, which were attenuated by pretreatment of verapamil or U73122. The effects of 5000 μs strain on calmodulin, CaMK II β, p-CREB and proliferation were contrary to 2500 μs strain. Conclusion The mechanical strain regulates osteoblasts proliferation through Ca^(2+)-Ca MK-CREB signal pathway via Ca^(2+) channel and PLC/IP_3 transduction cascades.; Yong GuoQi LvXian-qiong ZouZhi-xiong YanYu-xian Yan; 关键词：PHOSPHOLIPASE CAMP BINDING

极端力学环境下骨组织损伤、适应与重建的力学生物学研究进展被引量：4: 2018年; 随着国防建设、重大生产和科研探索活动的增多,载人航天器发射与返回、舰载机的起飞与降落、海洋油气资源的开发与利用等国家重大生产和科研探索,以及非战争军事行动灾害救援中,航天员、飞行员、潜水员及救援人员等处于零重力(失重)、高G(超重)、疲劳与过载、高压低氧等极端力学环境中,对骨等人体器官会造成很大的损害。; 张西正; 关键词：力学环境骨组织微重力环境力学生物学成骨细胞分化

微重力对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响被引量：1: 2014年; 骨髓间充质干细胞（BMSCs）是一种多能成体于细胞,是组织工程重要的种子细胞来源之一.微重力对BMSCs成骨分化具有抑制作用,可使骨量减少和骨微结构改变,从而导致骨质疏松症.这一过程受到多条信号通路的调控,如MAPK信号通路、Notch信号通路和Wnt/β-catenin信号通路等,它们协同调节微重力下BMSCs向成骨细胞方向的分化.研究微重力对BMSCs成骨分化的影响,可以阐明骨质流失机理,为相关疾病的治疗提供新的靶点,促进我国太空宇航事业的发展.; 张新昌韩标王强松李昊张西正; 关键词：微重力骨髓间充质干细胞成骨分化

CKIP-1基因对骨质疏松影响机制的研究进展被引量：4: 2015年; 骨质疏松症（0P）主要是因为骨重塑过程平衡被打破，骨形成与骨吸收过程中后者占主导地位，导致骨量减少、骨微结构破坏、骨折概率增大的一种严重危害患者生命健康的骨代谢疾病。大量研究表明，酪蛋白激酶2相互作用蛋白1（CKIP-1）在骨组织增殖、分化过程中起重要作用，其主要与Smad泛素调节因子1（Smurf1）相互作用进而影响骨代谢，从而改变骨质疏松的发生和发展。主要概述CKIP-1及其对骨组织成骨分化方向的影响及其机制，并对相关研究进行展望，为今后骨科相关疾病的临床治疗提供新的思路和方法。; 韩标李煜张新昌李瑞欣李昊王强松张西正; 关键词：骨质疏松症成骨分化

一种新型兔胫骨在体力学加载模型的构建: 2014年; 目的建立一种新型兔胫骨在体力学加载模型，为组织工程支架原位成骨的实验研究提供依据。方法6个月龄新西兰兔10只，雌雄不限，体质量2．5～3．0kg。采用新西兰兔制备直径3．2mm的胫骨孔状缺损，植入组织工程支架材料，并于缺损两端约1．4cm处行克氏针穿刺术．用于施加压缩载荷：选择1只兔胫骨标本进行Micro—CT断层扫描，采用有限元Mimics10．01软件建立仿真模型，于上位克氏针两端施加压缩应变（ε1）0．5000με，计算缺损部位整体应变ε2，拟合ε1-ε2关系曲线。术后10d处死3只实验动物，取材手术侧胫骨，进行离体标本加载实验，验证有限元分析的结果；术后2周对其余实验动物术侧胫骨施加正弦压缩载荷（10Hz，1000με，10min／3d），持续2周，检测动物模型的可行性。结果有限元分析结果可以为在体加载提供数据支持．标本实验验证了有限元分析的可靠性；参照有限元结果，该在体加载模型可以准确地控制加载参数，并且动物实验表明．该模型制备稳定，动物损伤较轻，具有大规模开展实验的可行性。结论通过有限元建模与标本实验相结合是建立动物实验模型的一种有效手段．在体加载模型能够为力学因素干预组织工程支架原位成骨的相关实验研究提供支持。; 徐成李瑞欣孙凯陈子浩李昊年争好张西正; 关键词：胫骨骨缺损动物模型

动态力学加载下MC3T3-E1细胞在3D打印三维仿生复合支架上的成骨效应研究: 2018年; 目的观察动态力学加载对低温3D打印联合冷冻干燥法制备的三维仿生复合支架材料内MC3T3-E1细胞增殖、分化、成骨特异性基因表达的影响。方法将丝素蛋白、Ⅰ型胶原、羟基磷灰石按质量比3∶9∶2混合后,采用低温3D打印联合冷冻干燥技术制备三维仿生复合支架;大体观察支架外形,Micro-CT观察支架孔径及孔隙率,测定吸水膨胀率以及应力、应变、弹性模量。取MC3T3-E1细胞接种至三维仿生复合支架,随机分成两组:实验组培养期间行动态力学加载,每天1次、每次15 min、频率1 Hz、应变3 500με;对照组不作力学加载。培养7、14 d,分别对细胞-支架复合物行HE染色及扫描电镜观察细胞在支架上生长情况;Western blot以及实时荧光定量PCR检测Ⅰ型胶原、BMP-2、骨钙素(osteocalcin,OCN)蛋白及m RNA表达。结果制备的三维仿生复合支架为白色立方体网格,Micro-CT检测见支架材料内部呈孔隙网状结构,孔隙连通性良好;大孔径直径为(506.37±18.63)μm,微孔径直径为(62.14±17.35)μm,孔隙率为97.70%±1.37%,吸水膨胀率为1 341.97%±64.41%。力学测试示,支架压缩至10%时,支架压缩位移为(0.376±0.004)mm、压缩应力为(0.016±0.002)MPa、弹性模量为(162.418±18.754)k Pa。复合培养7、14 d,两组HE染色及扫描电镜均见细胞在支架内部生长,主要分布在支架孔壁周围,其中实验组细胞较对照组增多,且细胞由梭形变为扁平状。除200倍镜下14 d时两组细胞计数差异无统计学意义(t=–2.024,P=0.080)外,其余不同放大倍数(40、100、400倍)下各时间点实验组细胞数均显著高于对照组(P<0.05)。实时荧光定量PCR检测示:实验组培养7、14 d时Ⅰ型胶原、OCN m RNA相对表达量显著高于对照组(P<0.05),但BMP-2 m RNA相对表达量与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。Western blot检测示,实验组培养7、14 d时Ⅰ型胶原、BMP-2、OCN蛋白相对表达量均显著高于对照组(P<0.; 宋秀钢李晖李瑞欣袁清献刘迎节程威张西正; 关键词：丝素蛋白胶原羟基磷灰石 MC3T3-E1细胞

活性维生素D3联合力学拉伸对成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化及OPG和RANKL表达的影响（英文）被引量：1: 2015年; 目的体外模拟成骨细胞在体内的生存环境,考察活性维生素D3(VD3)、力学拉伸以及两者联合对成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化及破骨细胞抑制因子(OPG)和破骨细胞分化因子(RANKL)表达的影响。方法将10 nmol/L VD3、间断性力学拉伸以及两者联合作用于成骨细胞。流式细胞术检测细胞增殖。荧光探针试剂盒检测碱性磷酸酶(ALP)活性。实时定量PCR检测核心转录因子Runx2、OPG、RANKL mRNA水平,Western blotting检测其蛋白表达。结果 VD3抑制成骨细胞增殖,力学拉伸不能改变这种抑制效应。力学拉伸和VD3单独作用成骨细胞均能增加ALP活性及提高ALP、Runx2 mRNA水平,但当联合刺激后这些指标均降低,且成强度依赖性。力学拉伸增加OPG/RANKL比值,增强成骨作用,联合VD3后,OPG/RANKL比值下降。结论力学拉伸能有效诱导成骨分化,增加骨形成。VD3与力学拉伸联合抑制成骨细胞增殖和分化,并通过增加RANKL表达而影响骨重建。研究结果为骨质疏松及相关骨疾病的理论和治疗提供有意义的探索。; 刘璐张新昌张西正郭勇李瑞欣; 关键词：活性维生素D3 细胞分化成骨

高重力加载对小鼠成骨细胞功能的影响: 2019年; 背景近几十年来,我国在航空航天领域取得了巨大的成就,空间探索、飞行训练活动日益频繁,重力场(微重力、超重)环境的改变对骨组织代谢影响的研究也越来越受到关注。航天员长时间微重力暴露后造成骨组织大量流失,回到地球后永久不能恢复到正常水平,极易发生骨质疏松,是制约宇航员太空作业的主要因素。虽然超重可以通过体外高速离心的方式实现,但目前为止,关于高重力环境对骨组织细胞影响的相关研究却很少。目的主要探讨高重力对小鼠成骨细胞功能的影响,为极端力学环境下骨组织/细胞的生长、分化、重建和适应性变化的研究提供理论基础。方法高加速度离心式细胞加载系统构建高重力细胞模型,使小鼠MC3T3-E1细胞暴露于10g环境中30 min/次,1次/d,连续3 d。对照组细胞暴露于正常重力环境下(1 g),除重力条件外,对照组细胞均与实验组细胞条件相同。应用Edu细胞增殖实验检测高重力对MC3T3-E1细胞增殖的影响;Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测高重力对MC3T3-E1细胞凋亡的影响;qPCR检测高重力对MC3T3-E1细胞runt相关转录因子(Runx2)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OPN)基因表达的影响;western blot检测高重力对MC3T3-E1细胞Runx2和OPN蛋白表达的影响,ALP活性检测试剂盒检测高重力对MC3T3-E1细胞ALP活性的影响。结果与正常对照组1g比较,小鼠MC3T3-E1细胞经高重力环境暴露后,细胞增殖活性显著增强,而细胞凋亡显著受到抑制。高重力(10g)环境下,小鼠MC3T3-E1细胞分化基因Runx2、ALP、OPN表达显著升高,Runx2、OCN蛋白表达及ALP的活性也均升高。结论高重力(10g)环境可促进小鼠MC3T3-E1细胞增殖和分化,抑制其凋亡。; 韦淑萍韦淑萍于露张扬李昊程威张西正; 关键词：成骨细胞细胞增殖细胞凋亡细胞分化

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国家自然科学基金(31370942)

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