软骨细胞老化特征及机制的研究进展

软骨细胞的老化是一个极其复杂的过程,其特征包括:细胞不可逆的生长停滞于G1期;老化相关β-半乳糖苷酶的表达;端粒长度缩短;软骨细胞分化特征的改变.目前认为其机制为基因表达的程序性或减进性改变,包括肿瘤抑制基因p53和pRb等在细胞生长停滞中的作用;端粒结合蛋白和端粒酶对端粒长度的调节;细胞骨架蛋白的重组使软骨细胞形态的变化;基质降解酶类表达增加以及各种细胞因子的变化对软骨细胞代谢的影响.     

软骨细胞去分化的分子机制的研究进展

软骨组织工程的发展为整形外科耳再造、鼻整形及骨科关节软骨修复等提供了新的思路。但是体外培养软骨细胞出现去分化现象极大地限制了该技术的进一步发展。多种机制参与软骨细胞去分化过程,包括表观遗传学及相关基因通路等。本文就软骨细胞去分化及其相关分子机制的研究进展进行综述。     

阳离子脂质体Lipofectin介导的β-半乳糖苷酶基因在_及GRC细胞株中的表达

目的 :研究阳离子脂质体Lipofectin介导的 β 半乳糖苷酶基因在不同肿瘤细胞株中的表达。 方法 :质粒pDCβ在大肠杆菌DH5α中扩增后用碱裂解法提取 ,并经Sepharose 2B凝胶过滤柱层析 ,以Lipofectin分别转染人肝癌细胞株HepG2 、人肾癌细胞株GRC ,然后用X gal细胞化学染色法检测 β 半乳糖苷酶活性。 结果 :β 半乳糖苷酶活性在HepG2 、GRC中均有表达。结论 :阳离子脂质体Lipofectin是有效的细胞基因转染剂     

E.coli中的alkA基因启动子分离纯化

含有alkA基因启动子的质粒pMCP1000经用限制性内切酶EcoRI酶切、酶Ba131修饰和T_4DNA连接酶连接,重组成新质粒,命名为pAY系列。EMB琼脂板培养筛选,限制性内切酶EcoRI、SalI和BamHI酶切和聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出最短的有活性的alkA基因启动子,pAY108。DNA序列分析证明在启动子上游区-49到起始密码区与1984年Nakabeppu报道的alkA基因启动子序列一致。β-半乳糖苷酶试验证明与野生型活性近似。     

阳离子脂质体Lipofectin介导的β-半乳糖苷酶基因在HepG2及GRC细胞株中的表达

目的：研究阳离子脂质体Lipofectin介导的β-半乳糖苷酶基因在不同肿瘤细胞株中的表达。方法：质粒pDCβ-在大肠杆菌DH5a中扩增后用碱裂解法提取，并经Sepharose 2B凝胶过滤柱层析，以Lipofectin分别转染人肝癌细胞株HepG2、人肾癌细胞株GRC，然后用X-gal细胞化学染色法检测β-半乳糖苷酶活性。结果：β-半乳糖苷酶活性在HepG2、GRC中均有表达。结论：阳离子脂质体Lipofectin是有效的细胞基因转染剂。     

关于E.Coli中alKA基因启动子突变点的研究

本文用人工突变的方法,获得E.coli.alk A基因启动子上游区的突变体,其中1个碱基置换的有73株,2个及2个以上碱基置换的有7株,缺失和插入的有11株。突变株β-半乳糖苷酶活性测定,观察到大部分酶活性低于野生型,仅1株高于野生型。     

四环素基因表达调控系统调控β-半乳糖苷酶基因在肝癌细胞中的表达

目的：构建调控β-半乳糖苷酶（β-gal）基因表达的四环素基因表达调控载体,验证其在肝癌细胞内调控β-半乳糖苷酶基因的表达,为进一步利用该调控系统调控治疗基因治疗肝癌奠定实验基础。方法：根据2个四环素调控子结合位点（TetO2）基因与pcDNA3.1载体的基因核苷酸序列,设计引物,以pcDNA3.1载体为模板进行PCR。将具有串联2个四环素调控子结合位点（TetO2）基因的PCR产物连接入pcDNA3.1载体CMV启动子下游,构建成pcDNA3.1-TetO2载体,应用ABI 3130 测序仪利用pcDNA3.1-TetO2载体对TetO2 PCR产物进行测序分析。再将β-gal克隆入pcDNA3.1-TetO2载体,构建成受四环素调控表达的β-半乳糖苷酶基因的表达载体pcDNA3.1-TetO2-β-gal。利用脂质体将携带四环素调控子基因（TR）的pcDNA6/TR载体转染到肝癌细胞HepG2中,利用杀稻瘟菌素进行细胞转染的稳定筛选,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测TR基因在HepG2细胞内的表达。将pcDNA3.1-TetO2-β-gal载体转染到稳定表达pcDNA6/TR的HepG2细胞中,转染3～4 d后,给予强力霉素（4 mg•L^-1）,利用β半乳糖苷酶原位染色试剂盒染色,检测β-半乳糖苷酶基因的表达。结果：构建的pcDNA3.1-TetO2载体测序结果表明,串联2个四环素调控子结合位点（TetO2）基因片段插入到pcDNA3.1载体CMV启动子基因下游。pcDNA3.1-TetO2-β-gal载体酶切鉴定结果表明,β-gal成功地克隆入pcDNA3.1-TetO2载体。RT-PCR结果显示,TR基因在pcDNA6/TR转染的经杀稻瘟菌素筛选的HepG2细胞内得到稳定表达。给予强力霉素后,β-半乳糖苷酶基因在稳定转染TR 基因的HepG2 细胞 内得以表达;而未给予强力霉素,β-半乳糖苷酶基因在稳定转染TR 基因的HepG2 细胞内表达受到抑制。结论：成功地构建了调控β-半乳糖苷酶基因表达的四环素基因表达调控载体,利用该载体成功地调控了β-半乳糖苷酶基因在HepG2细胞内的表达。     

保加利亚乳杆菌β-半乳糖苷酶基因的扩增及其影响因素

目的 通过扩增得到保加利亚乳杆菌编码高效β-半乳糖苷酶的基因,并探讨影响扩增的因素。方法 采用溶菌酶加冻融法提取细菌DNA;选取不同的模板浓度、退火温度分别进行扩增。结果 模板浓度60ng／μl、退火温度66℃是保加利亚乳杆菌β-乳糖苷酶基因的较优扩增条件。结论 优化了扩增保加利亚乳杆菌β-半乳糖苷酶所需的退火温度、模板浓度等条件,提高了扩增产物的产量。     

不同年龄大鼠VSMCs培养及衰老相关β-半乳糖苷酶的表达

目的：培养出不同年龄组SD大鼠血管平滑肌细胞（VSMCs）,探讨VSMCs复制衰老过程。方法：取出主动脉,0．2％Ⅱ型胶原酶溶液消化分离细胞,培养,按比例1：3传代。免疫细胞化学鉴定平滑肌细胞β-actin。制备老年组、年轻组的第2．6、11代细胞爬片,用SA-β-gal工作液染色,显微镜下计数蓝染细胞阳性,计算衰老细胞率。结果：免疫细胞化学染色显示细胞纯度在95％以上。细胞衰老β-半乳糖苷酶染色显示随代龄增加,衰老细胞数量增加（P〈0．05）;第6、11代龄,老年组衰老细胞率较年轻组高。结论：1．单纯Ⅱ型胶原酶消化法可以成功培养出不同年龄组大鼠主动脉VSMCs。2．培养的SD大鼠VSMCs表现出复制衰老过程,这可能为探讨细胞衰老及其与年龄相关的疾病机制提供新的视角。     

大肠杆菌β-半乳糖苷酶ED和EA的克隆、表达及活性测定

目的：制备大肠杆菌β-半乳糖苷酶（β- galactosidae）酶供体(ED)和酶受体(EA)片段,获得具有全酶活性的β-半乳糖苷酶。方法：以pSV-β- galactosidase control vector为模板设计引物,用PCR方法获得ED和EA片段DNA序列,插入克隆载体pGEM-T-easy中,获得重组质粒,经酶切、PCR及测序鉴定正确后,将酶切目的片段分别插入原核表达载体pET20b+,并转化大肠杆菌BL21,通过IPTG诱导表达出ED、EA融合蛋白,以亲和层析纯化蛋白,通过ED与EA蛋白形成β-半乳糖苷酶、全酶活性试验来判断ED、EA的功能。结果：获得与pSV-β- galactosidase control vector一致的ED、EA碱基序列,构建了重组表达质粒pET20b-ED及pET20b-EA,并分别转化入大肠杆菌DE3,以IPTG诱导行SDS-PAGE电泳,在相对分子质量为14 000及116 000处分别可见ED蛋白和EA蛋白条带,应用镍凝胶亲和层析纯化获得目的蛋白。结论：成功地制备了ED、EA蛋白,形成全酶活性的β-半乳糖苷酶。     

联合单层培养和三维培养的两步法培养软骨细胞

目的 联合单层培养和三维培养方法,探讨软骨细胞培养的理想方法。方法 第一步先将软骨细胞进行常规单层培养扩增,第二步再将单层培养第4代软骨细胞包裹于海藻酸钠水凝胶中进行三维培养。通过倒置显微镜定期观察软骨细胞的形态变化;应用锥虫蓝染色和LIVE/DEADR ○ Kit试剂盒检测软骨细胞的活力和细胞增殖;通过组织化学甲苯胺蓝特异性染色检测细胞外基质的形成变化。结果 单层培养3代之前软骨细胞能保持正常的组织学形态,三维培养能使去分化的4代软骨细胞逐渐恢复并持续维持正常的软骨组织表型。单层培养的软骨细胞的4代以前的细胞活力保持在90%左右,第4代以后开始下降;三维培养的软骨细胞活力都保持在90%以上。在细胞增殖率方面,单层培养6代软骨细胞(28 d)总的倍增率是同期三维培养的44倍。单层培养的软骨细胞4代之后,其细胞外基质平均染色强度降低(P<0.05);三维培养21 d和28 d后的软骨细胞外基质表达强度与7 d时相比升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 先通过单层培养使软骨细胞适宜扩增,然后将其转入水凝胶中三维培养恢复退变的软骨组织表型,可达到既扩增自体软骨细胞数目同时又保持正常组织表型的目的,两步培养法是一种较理想的软骨细胞培养方法。     

脂质体介导人端粒酶逆转录酶基因构建永生化软骨细胞方法的建立及评价

目的：探索将人端粒酶逆转录酶（hTERT）基因转入兔软骨细胞以获取大量种子细胞的方法和技术。方法：分离培养原代兔软骨细胞,以pcDNA3.1/Zeo(+)-hTERT载体进行基因转染,对照组则为空载体pcDNA3.1/Zeo(+),筛选并挑选出阳性克隆后扩增,以逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）检测转染hTERT基因后的软骨细胞hTERT mRNA表达;甲苯胺蓝染色判断转染hTERT基因后的软骨细胞是否具有软骨细胞的生物学特性;流式细胞术检测细胞周期及核型;裸鼠致瘤实验观察成瘤情况。结果:RT-PCR检测RNA水平上hTERT在细胞中的表达情况,hTERT转入兔软骨细胞后细胞形态未发生变化,长满单层后仍然呈现出多角形,与正常体外培养的软骨细胞形态基本一致。甲苯胺蓝染色后可见多糖染成蓝紫色,呈现较小蓝紫色颗粒,蛋白多糖等基质分布均匀,即转染hTERT基因后的软骨细胞具有合成和分泌软骨相关基质的功能。细胞周期测定转染hTERT的兔软骨细胞的增殖能力明显上升,细胞分裂基本以整数二倍体方式进行,保持了核型的基本稳定。裸鼠接种不致瘤。结论：转染hTERT的软骨细胞表型未发生转化,具有作为种子细胞和研究正常软骨细胞的生理、生化工具细胞的可行性。     

三氧化二砷对体外培养大鼠软骨细胞增殖和凋亡的影响

目的 探讨三氧化二砷(As2O3)对体外培养大鼠软骨细胞活力、增殖和凋亡的影响.方法 采用细胞培养的方法,原代培养1～3天Wistar大鼠的关节软骨细胞,取第3代细胞进行实验,按染砷剂量不同分为0(对照)、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 μmol/L组.采用细胞增殖与毒性检测方法(CCK-8法),在染砷24、48、72 h测定细胞活力变化;流式细胞仪检测砷对软骨细胞周期及凋亡的影响.结果 与对照组相比,各浓度染砷大鼠软骨细胞(除0.5 μmol/L 24 h无统计学意义)活力均被抑制(P＜0.01);流式细胞仪分析结果显示,As2O3将大鼠软骨细胞周期阻滞于G2期(P＜0.05),使细胞凋亡率明显增加(P＜0.05).结论 As2O3可以抑制体外培养大鼠软骨细胞的增殖,促进细胞凋亡.     

蛇床子素对大鼠原代软骨细胞增殖的抑制作用

目的：观察蛇床子素对大鼠软骨细胞增殖的影响。方法：分离出生24h内大鼠的软骨细胞,进行原代培养。细胞扩增至第2代时观察1周内细胞增殖情况,并用细胞免疫荧光法鉴定Ⅱ型前胶原基因（type Ⅱ procollagen gene,Col2a1）的表达。将第2代软骨细胞分为对照组和不同浓度蛇床子素（6．25、12．5、25和50μmol／L）组。药物作用24和48h后,观察细胞增殖情况,蛋白质印迹法和聚合酶链反应法检测增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen,PCNA）和细胞周期素D1（cyclinD1）的表达。结果：第2代原代软骨细胞活力正常,Col2al表达明显。蛇床子素可以抑制软骨细胞的增殖,并随浓度的增加,抑制作用愈明显。蛋白质印迹法和聚合酶链反应法检测发现,随着蛇床子素浓度的增加,软骨细胞中PCNA和cyclinD1的表达下降。结论：蛇床子素可能通过抑制PCNA和cyclinD1的表达发挥抑制软骨细胞增殖的作用。     

兔软骨细胞的分离培养及其生物学特征的检测

目的探讨兔关节软骨细胞分离培养方法和生物学特征。方法采用酶消化法分离获取软骨细胞，通过倒置显微镜下观察、绘制生长曲线、组织化学染色及逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）等方法了解其生物学特性。结果分离获取细胞活性率可达98％以上，原代细胞和第1代细胞以三角形或多角形为主，生长融合时呈卯圆形，甲苯胺蓝染色呈阳性。第3代以后细胞出现反分化现象。结论本方法是一种方便且有效的培养法。     

机械压力对兔髁突软骨碱性磷酸酶活性及细胞增殖的影响

目的：探讨不同作用时间及不同液压力值对髁突软骨细胞碱性磷酸酶活性及细胞增殖的影响．方法：消化法培养2wk新西兰白兔的髁突软骨细胞，用自行设计制作的可控液压细胞加载装置在30，60，90kPa压强下加载60，360，720min，用酶动力学方法检测细胞ALP活性，MTT法检测细胞增殖水平．结果：正常髁突软骨细胞随体外培养时间的延长，ALP活性持续增加．30kPa组ALP活性与相应时间点的对照组相比无显差别，但在加压720min后细胞增殖显受到抑制；60kPa组在加压至360min时ALP活性较对照组显升高，同时细胞增殖速率显降低；90kPa组从加压60min起ALP活性就有显升高，但当加力时间延长至720min时，ALP活性反而稍有下降，但仍明显高于对照组，该组持续受压360min及720min细胞的细胞增殖速率均较对照组显降低．结论：60kPa持续加压360min或90kPa持续加压60min以上可使髁突软骨细胞的ALP活性显升高，而细胞增殖受到抑制．     

兔甲状软骨细胞体外培养研究

目的:研究体外培养的甲状软骨细胞的生物学特性。方法:分离培养兔甲状软骨细胞,进行原代与传代培养,用倒置显微镜及组织学方法观察细胞形态、功能及生长增殖。结果:原代、第2代、第3代软骨细胞呈圆形或多角形,第4代有一半变成梭形,第6代绝大多数变成长梭形;原代甲状软骨细胞阿新蓝染色阳性,具有合成和分泌糖胺多糖的功能。结论:体外单层培养的兔甲状软骨细胞表型能保持3代稳定,具有正常的生长增殖能力。     

碱性成纤维细胞生长因子对国产多孔钽-软骨细胞复合物软骨细胞表型维持及去分化的影响

目的 对比不同浓度碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)对国产多孔钽-软骨细胞复合物维持软骨细胞表型和去分化作用的影响.方法 分离培养3周龄新西兰幼兔膝关节软骨细胞,Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色、番红O (Safranin O)染色鉴定软骨细胞;取第3代软骨细胞分为5组:A组(1 ng/mL bFGF-多孔钽-软骨细胞),B组(10 ng/mL bFGF-多孔钽-软骨细胞),C组(50 ng/mL bFGF-多孔钽软骨细胞),D组(多孔钽-软骨细胞)及E组(软骨细胞);MTT法检测不同浓度bFGF对多孔钽-软骨细胞生长及增殖状态的影响;扫描电镜观察bFGF-多孔钽-软骨细胞复合物细胞形态及生长;Ⅰ、Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ型胶原免疫细胞化学染色检测软骨细胞表型变化及去分化状态;real time-PCR检测软骨细胞Ⅱ、Ⅹ型胶原mRNA表达.结果 Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色及Safranin O染色均呈阳性反应,证实所分离培养的细胞为软骨细胞;1、10、50 ng/mL bFGF均可促进软骨细胞增殖,各实验组(A～D组)软骨细胞增殖与对照组(E组)相比,差异有统计学意义,其中10 ng/mL bFGF-多孔钽-软骨细胞增殖最为明显(P＜0.05);组间比较差异有统计学意义(P＜0.05);扫描电镜观察:各组软骨细胞在多孔钽表面及孔隙内生长、黏附,早期呈不等的球形,24 h后胞质延展并向周围伸出多条突起,相互连接、延展向孔隙内部生长,细胞间相互融合并覆盖支架材料;Ⅰ、Ⅱ、Ⅸ和Ⅹ型胶原免疫细胞化学染色显示10 ng/mL bFGF-多孔钽-软骨细胞组(B组)Ⅱ和Ⅸ型胶原表达高于对照组(E组,P＜0.05),组间差异也有统计学意义(P＜0.05);而Ⅰ和Ⅹ型胶原表达则低于对照组(E组,P＜0.05);real time-PCR检测软骨细胞Ⅱ、Ⅹ型胶原mRNA表达显示:各实验组(A～D组)Ⅱ型胶原mRNA的表达高于对照组(E组,P＜0.05),而Ⅹ型胶原mRNA表达量则低于对照组(E组,P＜0.05).结论 bFGF能维持多孔钽-软骨细胞复合物软骨细胞表型,抑制去分化,加强软骨细胞分泌功能.     

杀莠素A对兔软骨细胞增殖和产生NO的影响

研究杀莠素Ａ对ＩＬ－１抑制软骨细胞增殖和诱导ＮＯ产生的作用。方法：ＩＬ－１单独或与杀莠素Ａ共育于软骨细胞,用结晶紫染色法测定软骨细胞增殖,Ｇｒｉｅｓｓ法测定ＮＯ的产生。结果：ＩＬ－１抑制软骨细胞增殖,杀莠素Ａ剂量依赖地逆转ＩＬ－１的作用。杀莠素Ａ还能剂量依赖地抑制ＩＬ－１诱导软骨细胞产生ＮＯ。结论：杀莠素Ａ逆转ＩＬ－１换制软骨细胞增殖的作用可能是通过ＮＯ介导的。