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关键词： 脊柱转移瘤   经皮椎体成形   骨水泥   有限元模型   生物力学分析  

摘要： 背景:随着检查技术的革新,不同分期脊柱转移瘤患者逐年增多,经皮椎体成形是脊柱转移瘤重要的治疗手段,但其治疗不同分期、不同活动方式肿瘤的术后生物力学疗效尚未见报道。目的:基于三维有限元模型模拟胸椎T_(10)骨肿瘤转移不同位置的应力及位移情况。方法:根据1例30岁健康男性胸椎三维CT扫描数据,采用Mimics软件构建胸椎(T_(9)-T_(11))的三维几何模型,包括肋骨、韧带及椎间盘。模拟被胸椎转移瘤侵袭的T_(9)-T_(11)椎体及其后胸椎不同部位的三维模型,包括椎体结构完整的对照组,单侧转移累及椎体区(实验组1),单侧转移累及椎体和椎弓根区(实验组2),单侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组3),双侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组4)。利用Abaqus软件创建三维有限元模型,对负重、屈曲、伸展、旋转工况下VonMises应力分布及模型的位移情况进行分析。结果与结论:①在对不同实验组加载点在负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移的研究中,随着转移瘤侵袭部位及侵袭面的增多,加载点的总位移在增大,整体刚度降低,尤其实验组4加载点的总位移最大;②在屈曲工况下椎体、椎弓根破坏后明显增加最大Von Mises应力值,而在此基础上增加胸肋关节破坏,其最大Von Mises应力值基本不变;③有限元分析并模拟骨肿瘤模型的基础上,将骨水泥区域的单元设置为一个单独的set集合,后将骨水泥区域设置为对应的材料属性以模拟骨水泥填充,结果发现,负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移均小于各实验组;④模拟经皮椎体成形治疗后患者在负重、屈曲、伸展、旋转工况下的最大应力值相较于骨肿瘤模型大幅度降低;⑤提示基于胸椎T_(9)-T_(11)的三维有限元模型构建有利于对胸椎骨肿瘤转移生物力学特性的研究,并能够在胸椎骨肿瘤转移模型的基础上准确模拟经皮椎体成形后加载点在不同工况下的总位移及最大VonMises应力情况。

关键词： 甲基莲心碱   白细胞介素1β   软骨细胞   细胞凋亡   内质网   PERK/ATF4信号通路  

摘要： 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5,10,20μmol/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m RNA与蛋白表达、PERK/ATF4信号通路相关蛋白的m RNA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20μmol/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20μmol/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m RNA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m RNA与蛋白表达降低(P<0.05),Bax蛋白的m RNA与蛋白表达、caspase-3 m RNA表达、Cleaved-caspase-3蛋白表达均升高(P<0.05),PERK、ATF4、CHOP m RNA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 m RNA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。

关键词： 神经再生   多发性硬化   神经变性疾病   星形胶质细胞   神经营养因子   脊髓损伤   细胞机制   轴突再生  

摘要： 1神经再生领域学科热点问题,(1)神经调节和再生:包括神经细胞的再生、轴突再生和突触重塑等;(2)神经损伤和修复:包括脊髓损伤、中风、多发性硬化和神经变性疾病等;(3)分子和细胞机制:包括神经营养因子、生长因子、神经元和星形胶质细胞的分子和细胞机制等。

关键词： 膝骨关节炎   白藜芦醇   SIRT1/FOXO1通路   炎症水平   氧化应激  

摘要： 背景:膝骨关节炎是临床常见退行性关节疾病,主要表现为慢性炎症和氧化应激反应。白藜芦醇具有抗炎和抗氧化应激的生物作用,因此可对症进行治疗,有望为膝骨关节炎治疗提供新的策略。目的:探讨白藜芦醇通过沉默信息调节因子1(silence information regulator 1,SIRT1)/叉头框转录因子O1(forkhead transcription factor O1,FOXO1)通路对大鼠膝骨关节炎的作用机制。方法:40只SD大鼠随机分为对照组、模型组、白藜芦醇低剂量组和白藜芦醇高剂量组,每组10只,除对照组外均建立膝骨关节炎模型,分别在造模的第1,4,7天注射4%木瓜蛋白酶溶液与0.3 mol/L半胱氨酸溶液(1∶1混置0.5 h)的混合液20μL。造模成功后1 d开始给药,白藜芦醇低剂量组和白藜芦醇高剂量组大鼠经关节腔注射白藜芦醇25 mg/kg或100 mg/kg,对照组和模型组经关节腔注射等体积生理盐水。治疗28 d后,测定4组大鼠膝关节最大活动度;应用放射免疫法和ELISA法检测膝关节液中氧化应激指标和炎症因子水平;番红O-固绿染色分析膝关节中胶原纤维含量;采用Mankin组织学评分分析关节炎病变程度;蛋白质免疫印迹法检测膝关节SIRT1和FOXO1水平。结果与结论:①与模型组比较,白藜芦醇低剂量组和高剂量组大鼠膝关节最大屈伸角度明显增加,且高剂量组明显高于低剂量组(P<0.05);②与模型组比较,白藜芦醇低剂量组和高剂量组大鼠膝关节液中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平显著增加;而丙二醛水平显著下降,且高剂量组明显优于低剂量组(P<0.05);③与模型组比较,白藜芦醇低剂量组和高剂量组大鼠膝关节液炎症因子白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平明显下降,且高剂量组明显低于低剂量组(P<0.05);④与模型组比较,白藜芦醇低剂量组和高剂量组大鼠膝关节胶原纤维含量增加,且高剂量组明显高于低剂量组(P<0.05);⑤与模型组比较,白藜芦醇低剂量组和高剂量组大鼠膝关节SIRT1表达水平显著增加,乙酰化FOXO1水平显著下调,且高剂量组变化幅度明显优于低剂量组(P<0.05);⑥提示白藜芦醇可显著改善膝骨关节炎大鼠关节液中的氧化应激和炎症因子水平,缓解关节炎症状,且呈剂量依赖性,可能是通过SIRT1/FOXO1通路实现的。

关键词： 针刀   膝骨关节炎   软骨细胞凋亡   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   大鼠  

摘要： 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。

关键词： 阿尔茨海默病   智三针   电针   Notch信号通路   5xFAD小鼠   突触可塑性   β-淀粉样蛋白  

摘要： 背景:阿尔茨海默病是以认知功能障碍为主要临床表现的退行性神经系统疾病,针刺是治疗阿尔茨海默病的传统特色疗法,但作用机制尚不明晰。目的:观察电针“智三针”对5xFAD小鼠Notch信号通路、β-淀粉样蛋白及突触可塑性的影响。方法:将16只SPF级、雄性、6月龄5xFAD小鼠随机分为电针“智三针”组和模型组,每组8只,另取8只同条件C57BL/6小鼠作为野生对照组。电针“智三针”组进行电针“智三针”干预,每周5次,连续4周;模型组、野生对照组不进行干预。干预结束后,采用Morris水迷宫初步评价学习记忆能力;硫磺素S染色检测β-淀粉样蛋白斑块沉积情况;Western blot和qPCR检测跨膜受体蛋白Notch 1、Notch 1胞内段(Notch 1 intracellular domain,NICD)、Split多毛增强子1(hairy and enhancer of split 1,Hes 1)、Split多毛增强子5(hairy and enhancer of split 5,Hes 5)、突触生长蛋白(synaptophysin,SYN)、突触后密度蛋白95(postsynaptic density protein-95,PSD-95)及β-淀粉样蛋白的表达水平。结果与结论:①与模型组相比,野生对照组、电针“智三针”组小鼠逃避潜伏期缩短,穿越平台次数及目标象限停留时间增加(P<0.05);②与野生对照组相比,模型组小鼠海马区β-淀粉样蛋白斑块沉积显著增加,而电针“智三针”抑制了β-淀粉样蛋白斑块沉积(P<0.05);③与野生对照组相比,模型组小鼠海马组织中SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5 mRNA表达降低,β-淀粉样蛋白mRNA表达增加(P<0.05);与模型组相比,电针“智三针”组SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5 mRNA表达升高,β-淀粉样蛋白mRNA表达降低(P<0.05);④与野生对照组相比,模型组小鼠海马组织中SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5蛋白表达降低,β-淀粉样蛋白表达增加(P<0.05),与模型组相比,电针“智三针”组SYN、PSD-95、Notch 1、NICD、Hes 1及Hes 5蛋白表达增加,β-淀粉样蛋白表达降低(P<0.05);⑤结果表明,电针“智三针”能够改善5xFAD小鼠的学习记忆功能,其机制可能与抑制海马区β-淀粉样蛋白沉积及激活Notch信号通路从而增强神经突触可塑性有关。

关键词： 神经再生   多发性硬化   神经变性疾病   星形胶质细胞   神经营养因子   脊髓损伤   细胞机制   细胞治疗  

摘要： 1神经再生领域学科热点问题(1)神经调节和再生:包括神经细胞的再生、轴突再生和突触重塑等;(2)神经损伤和修复:包括脊髓损伤、中风、多发性硬化和神经变性疾病等;(3)分子和细胞机制:包括神经营养因子、生长因子、神经元和星形胶质细胞的分子和细胞机制等;(4)神经组织工程治疗:包括神经组织构建、细胞治疗、基因编辑治疗、生物工程、神经假体等治疗中枢及周围神经系统疾病.

关键词： 细丝蛋白B   MC3T3-E1细胞   增殖   迁移   凋亡  

摘要： 背景:细丝蛋白B(FLNB)能将肌动蛋白细胞骨架交联成动态结构,对细胞的定向移动至关重要,可调控软骨细胞的增殖、分化及凋亡的发生。然而,细丝蛋白B对成骨细胞增殖、迁移及凋亡的影响尚未报道。目的:探究细丝蛋白B对MC3T3-E1细胞的增殖、迁移及凋亡的影响。方法:构建敲低细丝蛋白B表达的腺病毒载体(sh-FLNB1、sh-FLNB2、sh-FLNB3),感染小鼠颅顶成骨前体细胞(MC3T3-E1),嘌呤霉素药筛,通过Western Blot以及RT-PCR技术检测敲低效率,选取敲低细丝蛋白B效率最佳的MC3T3-E1细胞株作为稳转细胞株。将细胞分为Blank组、mc3t3组、sh-NC组(空载体)、sh-FLNB组(sh-FLNB慢病毒),Blank组为α-MEM完全培养基无细胞;mc3t3组为单纯α-MEM完全培养基培养;sh-NC组、sh-FLNB组为含有嘌呤霉素2.5μg/mL的α-MEM完全培养基培养。培养3 d采用CCK-8法和划痕实验检测MC3T3-E1细胞增殖和迁移能力;流式细胞仪检测细胞凋亡情况;RT-PCR进一步验证细胞凋亡相关基因的表达。结果与结论:①Western Blot及RT-PCR结果显示,sh-FLNB3组细丝蛋白B敲低效率最佳,差异有显著性意义(P<0.0001),以此作为后续实验稳转细胞株;②CCK-8数据显示,敲低细丝蛋白B后MC3T3增殖能力显著减弱(P<0.05);③划痕实验显示,敲低细丝蛋白B后MC3T3的迁移能力明显下降;④流式细胞仪及RT-PCR显示,敲低细丝蛋白B后,MC3T3-E1细胞凋亡率增加,促凋亡因子Bax表达显著上升,抑凋亡因子Bcl-2表达下降(P<0.05);⑤结果说明,细丝蛋白B敲低可降低MC3T3-E1细胞的增殖能力,细胞迁移能力下降,并增加细胞凋亡的发生。

关键词： 膝骨关节炎   富血小板纤维蛋白   炎症   凋亡   血小板浓缩物  

摘要： 背景:富血小板纤维蛋白作为第2代血小板浓缩物具有操作简单、无抗凝剂、生物活性高等优点,已在创面修复、骨缺损修复、肌腱软组织修复等领域应用,并被证实具有一定的组织修复促进作用。目的:研究富血小板纤维蛋白对膝骨关节炎大鼠关节软骨组织的修复作用。方法:36只SD大鼠随机分为正常组、模型组和富血小板纤维蛋白组,每组12只;正常组大鼠不做任何处理;模型组大鼠制备膝骨关节炎模型,术后每周给予生理盐水关节腔注射1次;富血小板纤维蛋白组大鼠制备膝骨关节炎模型,术后每周给予自体富血小板纤维蛋白关节腔注射1次;连续治疗5周后取材。采用苏木精-伊红染色观察软骨组织形态,采用Tunel染色检测软骨细胞凋亡,采用ELISA检测炎性因子含量,采用Western blot及RT-PCR检测Bcl-2、Bax和Caspase-3蛋白和mRNA的表达。结果与结论:①模型组软骨组织受损严重,富血小板纤维蛋白组软骨组织形态较模型组有显著改善;②模型组软骨细胞凋亡较多;富血小板纤维蛋白组Tunel染色阳性染色平均吸光度值显著降低(P<0.01);③与正常组比较,模型组和富血小板纤维蛋白组的白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量显著增加(P<0.01);与模型组比较,富血小板纤维蛋白组的白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α含量显著减少(P<0.01);④与正常组比较,模型组和富血小板纤维蛋白组Bax和Caspase-3蛋白和mRNA的相对表达量显著增加(P<0.01),而Bcl-2蛋白和mRNA的相对表达量显著减少(P<0.01);与模型组比较,富血小板纤维蛋白组Bax和Caspase-3蛋白和mRNA的相对表达量显著减少(P<0.01),而Bcl-2蛋白和mRNA的相对表达量显著增加(P<0.01);⑤结果说明,富血小板纤维蛋白可通过抑制促炎因子表达而抑制软骨细胞凋亡,从而促进膝骨关节炎大鼠软骨组织修复。

关键词： 膝骨关节炎   胫骨高位截骨术   下肢力线   软骨再生   炎症   生物力学   力学微环境   关节腔注射  

摘要： 背景:对于全膝关节置换无法取得满意疗效的早期膝骨关节炎,胫骨高位截骨能促进受损软骨再生,缓解患者症状,是治疗膝骨关节炎的经典保膝治疗方案。目的:对胫骨高位截骨刺激膝骨关节炎软骨再生的有效性、作用机制及应用前景展开回顾与讨论,为利用胫骨高位截骨术联合软骨再生策略治疗膝骨关节炎提供理论基础。方法:计算机检索PubMed数据库、Web of Science、中国知网、万方医学数据库收录的相关文献。英文检索词为“knee osteoarthritis,high tibial osteotomy,limb alignment,chondrocytes,biomechanics,intra-articular”,中文检索词为“膝骨关节炎,胫骨高位截骨术,下肢力线,软骨细胞,生物力学,关节腔注射”,主要收集数据库中2013-2023年相关的文献,最终纳入75篇文献进行分析。结果与结论:①胫骨高位截骨纠正下肢力线能有效缓解患者的症状,延缓甚至避免全膝关节置换,是骨科阶梯化治疗的重要组成部分;②正常的力学微环境对软骨细胞的表型和功能维持是必须的,异常的力学信号可以通过初级纤毛、整合素、细胞骨架和核骨架成分等机械传感器转化为细胞内的化学信号,导致软骨基质代谢和炎症调控的紊乱;③异常应力作用后的软骨细胞在合适的应力下仍有恢复为正常表型的潜能,胫骨高位截骨术纠正力学微环境后可导致自发性软骨修复和滑膜炎症缓解;④对于尚不满足全膝关节置换的早期膝骨关节炎患者,胫骨高位截骨术联合软骨再生策略的前景值得期待。