慢病毒介导碱性成纤维细胞生长因子基因转染促进半月板纤维软骨细胞的增殖与基质合成
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有助于创面修复的基因靶点创面修复是身体对外部伤害的自然反应,通过一系列细胞和分子机制实现。
在这个过程中,基因靶点在调控创面修复过程中起着重要的作用。
本文将介绍几个与创面修复相关的主要基因靶点,包括转录因子、生长因子及细胞外基质成分。
1. 转录因子:转录因子是一类可以结合到基因DNA上,调控基因转录过程的蛋白质。
在创面修复过程中,转录因子参与调控细胞增殖、分化和再生等关键生物学过程。
其中krox20是一个重要的转录因子,它参与调控表皮细胞的增殖和角质形成,对创面修复起着重要的作用。
另外,p63是一个受到广泛关注的转录因子,它与上皮细胞再生和修复过程相关。
研究发现,p63在创面愈合过程中促进肌肉再生和表皮细胞分化。
2. 生长因子:生长因子是一类可以促进细胞增殖、分化和迁移的蛋白质。
在创面修复过程中,生长因子参与调控创面的细胞增殖和再生。
其中,促血管生成因子(Vascular endothelial growth factor,简称VEGF)被广泛认为是创面修复过程中的关键生长因子之一。
VEGF能够刺激新血管的形成,提供充足的氧气和营养物质供应给创面修复所需的细胞。
此外,转化生长因子β(Transforming growth factor-beta,简称TGF-β)也对创面修复具有重要作用。
TGF-β参与细胞外基质重塑、炎症控制和增殖因子的调控等,对创面愈合起到重要的调控作用。
3. 细胞外基质成分:细胞外基质是一种含有复杂分子结构的胞外环境,对创面修复过程有重要影响。
在创面修复过程中,有几种主要成分的细胞外基质被发现与创面愈合相关,包括胶原蛋白、纤维连接蛋白和腺苷酸酸性磷酸酶等。
胶原蛋白是组织结构中最主要的一种蛋白质,它在创面修复过程中起到结构支持和调节细胞行为的作用。
纤维连接蛋白是一类结构蛋白,可以帮助细胞附着和迁移,促进创面的封闭与愈合。
腺苷酸酸性磷酸酶则参与创面修复过程中的细胞外基质降解和重塑。
慢病毒载体的构建及其在基因治疗方面的应用摘要:慢病毒属于逆转录病毒科,为RNA病毒。
经改造的慢病毒作为外源基因载体,具有其独特的特点和优势。
基因治疗成功的关键是选择合适的载体系统,慢病毒载体作为一种特殊的逆转录病毒载体,具有可感染分裂细胞及非分裂细胞、转移基因片段容量较大、目的基因表达时间长、不易诱发宿主免疫反应等优点,已成为当前基因治疗载体研究的热点。
近年来对其基础生物学特性、载体改造及其应用等研究均取得了较大进展,笔者对慢病毒载体的构建以及其在人类疾病基因治疗方面的应用做简单的介绍。
关键词:慢病毒载体;载体构建;基因治疗基因治疗是向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片段,以纠正或补偿基因的缺陷,关闭或抑制异常表达的基因,从而达到治疗的目的。
其关键问题之一是如何将目的基因导入靶细胞,得到稳定、高效表达。
理想的基因载体应具备:靶向特异性;高度稳定、易制备、可浓缩和纯化;无毒性;有利于基因高效转移和长期表达;容量大,易人工合成,缺乏自动复制载体自身的能力[1]。
由于病毒基因组结构简单、分子背景比较清楚、易于改造和操作、感染效率高、有较高靶细胞特异性,这些都是其他载体系统无法比拟的,而慢病毒载体由于其对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力且转染效率高、靶向性好和持久性表达等特点,病毒载体系统就显得格外引人注目。
1 慢病毒及其载体的简介慢病毒属于逆转录病毒科,为RNA病毒。
慢病毒除了具有一般逆转录病毒gag、pol和env3个基本结构基因外,还包含4个辅助基因vif、vpr、nef、vpu 和2个调节基因tat和rev[2]。
慢病毒载体(Lentiviral vector,LV)作为外源基因载体,其产生均包括一个遗传割裂基因表达的设计。
病毒元件要符合以下条件:①慢病毒组装辅助蛋白至少含有gag-pol基因;②慢病毒转基因载体RNA 包括转基因表达盒;③异质糖蛋白。
目前使用不同种属来源的慢病毒载体,包括来源于人类(HIV-1和HIV-2)以及猿猴(SIV)、猫(FIV)等其它物种[3]。
慢病毒介导骨形态发生蛋白2和血管内皮生长因子165双基因转染促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化周桢杰;李强;李诗鹏;陶旋;马跃刚【摘要】背景:骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP-2)和血管内皮生长因子165(vascular endothelial growth factor 165,VEGF-165)均为骨修复过程中必不可少的细胞因子,利用慢病毒转染干细胞研究双因子作用下细胞的生物学改变具有重要意义.目的:探讨慢病毒介导人BMP-2和人VEGF-165双基因转染(2次转染)骨髓间充质干细胞的可行性以及转染后细胞的诱导成骨性能.方法:将骨髓间充质干细胞分为4组:①未转染组;②空载组:通过2次相同感染复数的空载慢病毒转染细胞;③BMP-2组:转染了单个目的基因的细胞(Lv-BMP-2/GFP);④BMP-2/VEGF-165组:通过2次转染后携带双目的基因的细胞(Lv-BMP-2/GFP,Lv-VEGH-165/RFP).转染后不同时间点Western Blot检测目的蛋白表达,MTT法检测各组细胞增殖活性,转染后14 d检测各组细胞碱性磷酸酶活性.结果与结论:①空载组、BMP-2组、BMP-2/VEGF-165组在荧光显微镜下均可见相应的绿色及红色荧光蛋白表达;②转染后3 d,BMP-2组、BMP-2/VEGF-165组均有相应目的蛋白高表达;转染后7,14,21 d,目的蛋白检测无明显变化(P>0.05);③BMP-2/VEGF-165组增殖稍快于BMP-2组(P<0.05),BMP-2组明显快于未转染组、空载组(P<0.05);④BMP-2组、BMP-2/VEGF-165组碱性磷酸酶活力明显高于未转染组、空载组;⑤结果表明,慢病毒介导的hBMP-2和hVEGF-165双基因经2次转染成功转入兔骨髓间充质干细胞内,并长期稳定表达,该双因子的表达能通过刺激细胞碱性磷酸酶生成促使细胞更好的向成骨细胞分化.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2018(022)025【总页数】6页(P3950-3955)【关键词】骨髓间充质干细胞;骨形态发生蛋白2;血管内皮生长因子165;慢病毒;基因转染;细胞增殖;碱性磷酸酶;干细胞;国家自然科学基金【作者】周桢杰;李强;李诗鹏;陶旋;马跃刚【作者单位】桂林医学院附属医院,广西壮族自治区桂林市 541001;桂林医学院附属医院,广西壮族自治区桂林市 541001;桂林医学院附属医院,广西壮族自治区桂林市 541001;桂林医学院附属医院,广西壮族自治区桂林市 541001;桂林医学院附属医院,广西壮族自治区桂林市 541001【正文语种】中文【中图分类】R394.2文章快速阅读:文题释义:慢病毒载体:是以人类免疫缺陷Ⅰ型病毒为基础发展起来的基因治疗载体,其对分裂细胞和非分裂细胞均具有较强的感染能力。
天然生物支架在软骨修复中进展【关键词】软骨修复关节软骨缺乏再生能力,外伤或疾病引起的软骨缺损需利用软骨或其它材料修复。
自体软骨来源有限,且容易造成供区缺损,应用受到限制。
异体软骨曾广泛应用,但可引起免疫排斥反应,而导致细胞死亡及功能丧失。
骨膜移植曾风行一时,但其存有远期效果不稳定的缺陷,使得人们持续探索更完善的修复方法。
体外软骨细胞培养成功,引发人们尝试直接用软骨细胞修复软骨缺损。
1968年,Chertman等将软骨细胞悬液注射到关节软骨缺损部位,结果表明:缺损为滑膜成纤维组织修复,镜下仅见少量新生软骨细胞结节。
1977年,Green等以脱钙骨作为支架,并接种上软骨细胞,移植到缺损部位。
虽未成功,可喜的是作者第一次提出:如能找到一种合适的支架材料,将软骨细胞接种于其上,即有可能形成良好的软骨组织修复。
当前,在组织工程中开发为细胞培养支架的生物支架材料主要分为两类,即天然生物支架材料和人工合成的支架材料。
天然生物支架材料具有细胞信号识别,促进细胞的黏附、增殖和分化、良好的生物相容性及良好的生物降解性等优点,显示出人工合成支架材料无可比拟的优势。
本文就天然生物支架材料在软骨修复中的现状和研究进展做如下综述。
1天然脱细胞生物支架材料天然脱细胞生物支架材料主要利用同种或异种器官/组织,经脱细胞、去除抗原处理得到脱细胞基质材料。
细胞外基质(ECM)是由细胞自身分泌组成的并围绕在细胞周围主要含有胶原蛋白、纤维蛋白粘连素、层粘连蛋白,层连素等。
细胞外基质不仅为细胞提供了一个支持结构和附着位点,而且对细胞的粘附、迁移、增殖、分化以及基因表达的调控有重要作用和显著影响。
目前已经有研究应用同种异体脱细胞材料修复膀胱、尿道、动脉和皮肤缺损[1~3],以及构建心脏瓣膜[4],结果比较满意。
另外关于脱细胞软骨基质和小肠粘膜下基质(SIS)这2种天然的细胞外基质材料应用也有相关的研究报道[5~7]。
脱细胞基质材料具有多种天然细胞外成分,有利于细胞的吸附,增殖和分化并具有一定的力学强度,可作为组织填充物而长期存有;并且具有较好的组织亲和性和相容性,可诱导软骨细胞向其中生长而重建软骨,在未来组织修复中它们将拥有广泛的应用前景;但其脱细胞后的孔穴大小及孔穴间的连接缝隙的大小制约着种植细胞向深层发展。
·综述·中药调控相关信号通路促进腱骨愈合的研究进展Δ杨超强1*,汪小敏2,王亮3,王宜灿1,康天泰1,杨庆1,舒洪旭1,杨云云1,张虎林2 #(1.甘肃中医药大学中医临床学院,兰州 730030;2.甘肃中医药大学附属医院北院骨科,兰州 730030;3.甘肃省中心医院骨科,兰州 730070)中图分类号 R96;R285;R274.9文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2024)06-0767-06DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2024.06.23摘要腱骨愈合是一种复杂的生物学过程,多条信号通路参与其中,如转化生长因子β信号通路、骨形态发生蛋白信号通路、Wnt信号通路、成纤维细胞生长因子信号通路、核因子κB信号通路等。
本文总结了中药调控相关信号通路促进腱骨愈合的研究现状,发现多种中药单体或提取物(如黄芩素、淫羊藿苷、骨碎补总黄酮、小白菊内酯、三七总皂苷等)及中药复方(如桃红四物汤、六味地黄丸、续筋接骨液等)能够通过调节以上信号通路促进骨形成、抗炎、抗氧化等,进而有效促进腱骨愈合。
关键词中药;腱骨愈合;信号通路;作用机制Research progress of traditional Chinese medicine regulating related signaling pathways to promote tendon-bone healingYANG Chaoqiang1,WANG Xiaomin2,WANG Liang3,WANG Yican1,KANG Tiantai1,YANG Qing1,SHU Hongxu1,YANG Yunyun1,ZHANG Hulin2(1. Clinical College of Traditional Chinese Medicine,Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730030, China;2. Dept. of Orthopaedics, North Branch of Affiliated Hospital of Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730030,China;3. Dept. of Orthopaedics, Gansu Provincial Central Hospital, Lanzhou 730070, China)ABSTRACT Tendon-bone healing is a complex biological process. Multiple signaling pathways are involved in tendon-bone healing,including transforming growth factor-βsignaling pathway,bone morphogenetic protein signaling pathway,Wnt signaling pathway,fibroblast growth factor signaling pathway and nuclear transcription factor-κB signaling pathway. This paper summarizes the research status of traditional Chinese medicine regulating related signaling pathways to promote tendon-bone healing. It is found that a variety of traditional Chinese medicine monomers or herbal extracts (such as baicalein,icariin,total flavonoids of Drynaria fortunei,parthenolide,total saponins of Panax notoginseng,etc.)and traditional Chinese medicine compounds (such as Taohong siwu decoction,Liuwei dihuang pill,Xujin jiegu liquid,etc.)can promote bone formation,anti-inflammatory,anti-oxidation,by regulating the above signaling pathways, thereby effectively promoting tendon-bone healing.KEYWORDS traditional Chinese medicine; tendon-bone healing; signal pathway; mechanism of action近年来,现代生活方式的改变导致肌腱/韧带损伤发病率显著上升,全球每年有超过3000万人发生肌腱/韧带损伤[1]。
PRP在膝关节常见疾病中的临床应用与研究富血小板血浆(PRP)是自体外周血离心而得到以血小板和白细胞为主的血浆。
大量的生长因子和细胞因子被储存在血小板的α颗粒中,当血小板被活化后,其α颗粒会释放出大量的生长因子。
有研究表明,这些细胞生长因子能促进细胞的分化、增殖、细胞外基质和胶原蛋白的合成,从而促进关节软骨及韧带等组织的再生与修复。
同时还能改善病变部位的炎症反应,减轻患者的临床症状。
除了含有这些细胞生长因子外,PRP中还含有大量的白细胞,这些白细胞和血小板可释放多种抗菌肽与病原体结合并抑制和杀灭病原体,起到抗菌的作用。
由于制作工艺相对简便、使用方式便捷、成本较低,PRP 被广泛运用到骨科领域,尤其是近几年在治疗膝关节疾病疗效方面备受关注。
本文将就富血小板血浆在膝骨关节炎(KOA)、半月板损伤、交叉韧带损伤、膝关节滑膜炎等多种膝关节常见疾病中的临床应用与研究进行阐述。
PRP的制备采集全血;离心分离全血成分;提取PRP。
(PRP血小板浓度是全血血小板浓度的3~5倍。
)注:PRP的制备受制作工艺、保存方式、活化方式等因素影响,尚未制定统一标准。
不同制作工艺之间的血小板收集率有所差异,对临床疗效产生一定的影响。
且PRP制备后不易储存,有效时间较短,曾有学者提出采用冰冻的方法储存PRP,然而研究发现冰冻后的PRP形态会发生改变,且功能会降低。
因此,PRP的时效性也制约了其临床应用。
PRP应用技术未激活的PRP、激活后PRP释放物等都是液态的,可以注射用,并且未激活的PRP可以通过人为添加氯化钙或凝血酶控制凝集时间使之在到达靶向部位后再形成凝胶,从而达到使生长因子缓释的目的。
PRP治疗KOAKOA是一种以关节软骨进行性破坏为特点的膝关节退变性疾患,好发人群以中老年人为主,临床常表现为膝关节疼痛、肿胀、活动受限等。
关节软骨基质的合成与分解失衡是KOA发生的基础,因此,促进软骨的修复、调节软骨基质的平衡是其治疗的关键。
沙苑子多糖促进兔半月板纤维软骨细胞增殖的作用机制研究作者:沈骅睿敖亮王立胜汪国友郝琦李婷来源:《中国药房》2020年第09期中圖分类号 R285.5 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2020)09-1097-06 DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2020.09.14摘要目的:研究沙苑子多糖促进兔半月板纤维软骨细胞(以下简称“软骨细胞”)增殖的作用机制。
方法:分离1月龄新西兰大白兔软骨细胞。
将软骨细胞分为正常对照组(PBS)、阳性对照组(硫酸氨基葡萄糖,10 mg/mL)和沙苑子多糖高、中、低(40、20、10 mg/mL)剂量组,分组给药干预。
采用光学显微镜观察软骨细胞的形态学特征;采用MTT法检测软骨细胞增殖抑制率,并用流式细胞术观察细胞周期;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测软骨细胞中Ⅱ型胶原蛋白(Col Ⅱ)、碱性磷酸酶蛋白(ALP)的表达水平;采用逆转录-聚合酶链式反应和Western blotting法检测转化生长因子β1(TGF-β1)、骨形态发生蛋白2(BMP-2)mRNA及蛋白的表达水平。
结果:软骨细胞培养72 h后,细胞融合成单层,多数呈现细长梭型外观。
与正常对照组比较,阳性对照组和沙苑子多糖高、中、低剂量组软骨细胞的增殖抑制率、G1/G0期细胞百分比均显著降低(P关键词沙苑子多糖;半月板;纤维软骨细胞;增殖;Ⅱ型胶原蛋白;碱性磷酸酶蛋白;转化生长因子β1;骨形态发生蛋白2;机制Study on the Mechanism of Enhancement Effects of Astragalus complanatus Polysaccharides on the Proliferation of Meniscal Fibrochondrocyte Cells in RabbitsSHEN Huarui1,AO Liang1,WANG Lisheng1,WANG Guoyou1,HAO Qi1,LI Ting2(1.Dept. of Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine of Southwest Medical University, Sichuan Luzhou 646000, China;2.School of Pharmacy, Southwest Medical University, Sichuan Luzhou 646000, China)ABSTRACT OBJECTIVE: To study the mechanism of enhancement effects of Astragalus complanatus polysaccharides (ACP) on the proliferation of meniscal fibrochondrocytes cells in rabbits. METHODS: The meniscal fibrochondrocytes cells were isolated from 1-month-old New Zealand white rabbits. The meniscal fibrochondrocytes cells were divided into normal control group (PBS), positive control group (glucosamine sulfate, 10 mg/mL) and ACP high-dose,medium-dose and low-dose groups (40, 20, 10 mg/mL). The morphology of meniscal fibrochondrocytes cells were observed under microscope. Cell proliferation rate was detected by MTT assay. Cell cycle was observed with flow cytometry. ELISA assay was used to detect relative expression of medium collagen type Ⅱ(Col Ⅱ) and alkaline phosphatase protein (ALP) in meniscal fibrochondrocytes cells. RT-qPCR and Western blotting assay were adopted to detect mRNA and protein expression of transforming growth factor β1 (TGF-β1) and bone morphogenetic protein 2 (BMP-2). RESULTS: After cultured for 72 h, meniscal fibrochondrocytes cells were fused into a single layer, and most of them were slender type in appearance. Compared with normal control group, the proliferation rate of meniscal fibrochondrocytes cells and the percentage of cells at G1/G0 phase were decreased significantly in positive control group and ACP high-dose, medium-dose and low-dose groups (PKEYWORDS Astragalus complanatus polysaccharides; Meniscal fibrochondrocytes cells; Proliferation; Col Ⅱ; ALP; TGF-β1; BMP-2; Mechanism半月板是膝关节的重要组成部分,具有载荷、吸收震荡、润滑、增加关节接触面、营养关节软骨等功能,而半月板损伤会导致关节不稳定、甚至出现骨性关节炎[1]。