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益肾填精、补钙壮骨中药复方对骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制的调控作用
目的 研究益肾填精、补钙壮骨中药复方对骨形成蛋白-4(BMP-4)诱导成骨信号转导机制的调控作用.方法 将雌性Wistar大鼠随机分为7组:正常组、模型空白组、牡蛎钙补肾中药复方低剂量组、牡蛎钙补肾中药复方中剂量组、牡蛎钙补肾中药复方高剂量组、骨疏康颗粒组、牡蛎碳酸钙咀嚼片组.采用切除大鼠双侧卵巢的方法复制绝经后骨质疏松症模型,应用益肾填精、补钙壮骨中药复方防治12周后进行取材及实验指标检测:用双能X线骨密度仪检测股骨骨密度;用逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)检测大鼠骨组织BMP-4和Smad5、6 mRNA表达.结果 与模型空白组比较,中药复方各剂量组股骨骨密度显著升高(P<0.01);骨组织BMP-4、Smad5 mRNA表达水平明显升高(P< 0.01),Smad6 mRNA表达水平明显降低(P<0.01).结论 益肾填精、补钙壮骨中药复方可明显上调BMP-4和Smad5 mRNA表达,下调Smad6 mRNA表达.
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BMP4沉默对骨肉瘤细胞系MG-63上皮间质转换及侵袭转移能力的影响
目的 探讨沉默骨形成蛋白-4(BMP4)对骨肉瘤细胞系MG-63上皮间质转换(EMT)和侵袭迁移能力的影响.方法 脂质体法转染MG-63细胞BMP4 shRNA表达质粒,将MG-63细胞分为MG-63对照组(正常培养对照)、空白对照组(转染空白质粒)和BMP4沉默组(转染BMP4 shRNA质粒).反转录聚合酶链反应(RT-PCR)法和Westernblot检测细胞E-cadherin、vimentin、twist和snail的mRNA及蛋白水平.Transwell侵袭实验和伤口愈合实验检测细胞侵袭和迁移能力.结果 沉默BMP4后MG-63细胞的间质细胞标志物vimentin、twist1和snail水平降低,上皮细胞标志物E-cadherin表达增高(P＜0.05).BMP4沉默组细胞穿膜细胞数和迁移距离显著少于MG-63对照组和空白对照组(P＜0.05).结论 沉默BMP4基因可以使间质型MG-63骨肉瘤细胞向上皮细胞表型转变,从而有效地降低肿瘤细胞的侵袭迁移能力.
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骨形成蛋白-4对小鼠诱导性多能干细胞牙向分化能力的影响
目的:探讨骨形成蛋白-4(BMP4,bone morphogenetic protein-4)对小鼠诱导性多能干细胞(iPS,induced pluripotent stem cell)牙向分化能力的影响.方法:成釉细胞无血清条件培养液(ASF-CM)中分别加入BMP4(ASF-BMP4)和Noggin(ASF-Noggin),定向诱导小鼠iPS细胞向牙源性细胞转化,观察诱导后细胞形态改变,细胞免疫荧光及RT-PCR检测AMBN、AMGN、CK14、DMP-1、DSPP的表达.结果:免疫荧光染色结果显示:iPS细胞经ASF-BMP4诱导后AMBN、AMGN、CK14、DMP-l、DSPP表达阳性.RT-PCR结果显示:诱导iPS细胞14d后,与ASF-CM组相比,ASF-BMP4组AMBN、DMP-1、DSPP表达显著增高,ASF-Noggin组AMBN、DMP-1、DSPP表达明显降低.结论:BMP4能促进小鼠iPS细胞向成釉细胞谱系和成牙本质细胞谱系分化,而Noggin抑制iPS细胞的分化.
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骨硬化蛋白和骨形成蛋白-4在诊断异位骨化中的临床意义
目的 观察骨硬化蛋白和骨形成蛋白-4在诊断外伤患者异位骨化中的临床意义.方法 选择2015年1月至2017年6月就诊的外伤患者104例,按照受伤类型分为单纯脑外伤组(41例),脑外伤合并四肢骨折组(28例)和单纯四肢骨折组(35例).根据骨折是否异位骨化分为异位骨化组(12例)和非异位骨化组(92例).观察各组在不同时间点的硬化蛋白和骨形成蛋白-4水平的变化,与是否骨化之间的关系,两指标之间的相关性,两指标在诊断异位骨化的灵敏度和特异性.结果 脑外伤合并四肢骨折和单纯四肢骨折患者血清骨硬化蛋白水平明显高于单纯脑外伤组(P<0.01),而单纯四肢骨折组骨硬化蛋白水平明显高于脑外伤合并四肢骨折组(P<0.01),骨硬化蛋白水平异位骨化组明显低于无异位骨化组(P<0.01),3 d、15 d和30 d间比较,15 d水平高(P<0.01);脑外伤合并四肢骨折和单纯四肢骨折患者血清骨形成蛋白-4明显低于单纯脑外伤组(P<0.01),而单纯四肢骨折组明显低于脑外伤合并四肢骨折组(P<0.01),骨形成蛋白-4异位骨化组明显高于无异位骨化组(P<0.01),在3 d、15 d和30 d间比较,15 d水平高(P<0.01).伤后15 d血清骨硬化蛋白与骨形成蛋白-4之间呈负相关(r=-0.509,P<0.01).伤后15 d骨硬化蛋白的佳截断值为179.49 ng/L,灵敏度为100％,特异性为90.20％,AUC为0.976;骨形成蛋白的佳截距为273.69 ng/L,灵敏度为100％,特异性为98.91％,AUC为0.998.两指标在诊断骨异位骨化形成方面差异无统计学意义(P>0.05).结论 骨硬化蛋白和骨形成蛋白-4在诊断异位骨化具有较高的特异性和灵敏度,值得在临床推广.
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牡蛎钙补肾中药复方对骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制的调控作用
目的:研究牡蛎钙补肾中药复方对骨形成蛋白-4(BMP-4)诱导成骨信号转导机制的调控作用.方法:采用切除大鼠双侧卵巢的方法复制绝经后骨质疏松症模型,应用牡蛎钙补肾中药复方进行防治,同时用骨疏康颗粒剂、牡蛎碳酸钙咀嚼片作为阳性对照,正常大鼠作为标准对照,模型大鼠作为模型空白对照.中药防治12周后进行取材及实验指标检测:用双能X线骨密度仪检测离体股骨骨密度;用Western杂交法检测骨组织BMP-4和Smad5、6蛋白表达.结果:与模型空白组比较,牡蛎钙补肾中药复方各剂量组股骨骨密度显著升高(P＜0.01);骨组织BMP-4、Smad5蛋白表达水平明显升高(P＜0.01),Smad6蛋白表达水平明显降低(P＜0.01).结论:牡蛎钙补肾中药复方可明显上调BMP-4和Smad5蛋白表达,下调Smad6蛋白表达,这可能是其防治骨质疏松症的重要机制之一.
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骨质疏松大鼠的骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制变化
目的 观察骨形成蛋白4(BMP-4)及其信号转导蛋白(Smad)5、6在去卵巢大鼠骨组织中的表达.方法 采用切除大鼠双侧卵巢法复制骨质疏松模型,术后94 d,用双能X线骨密度仪检测骨密度;用Western印迹法检测骨组织中BMP-4和Smad5、6蛋白表达水平.结果 与正常组比较,模型空白组大鼠股骨骨密度显著下降(P＜0.01);BMP-4和Smad5蛋白表达水平显著降低(P＜0.01),Smad6蛋白表达水平明显升高(P＜0.01).结论 骨组织中BMP-4、Smad5蛋白表达水平的下降和Smad6蛋白表达水平的升高,可能是骨质疏松发生的重要机制之一.
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短期高浓度氟对小鼠磨牙成釉细胞形态及BMP-4表达的影响
目的:研究短期高浓度氟对小鼠磨牙成釉细胞形态及骨形成蛋白-4(BMP-4)表达的影响,探讨氟对牙本质发育的相关机制.方法:选择40只4日龄的ICR小鼠为研究对象,随机分2组各20只,每组对照鼠与实验鼠各半,对实验动物进行单次腹腔注射,剂量分别为10mg/kg和20mg/kg的NaF,对照组动物则进行单次腹腔注射等剂量的NaCl,24小时后处死动物.采用免疫组化染色观察高浓度氟对小鼠磨牙不同分化阶段成釉细胞形态及BMP-4表达的影响.结果:成釉细胞在分泌过渡期及早、晚期对短期暴露高浓度F-敏感,与对照组小鼠相比,实验组小鼠成熟期成釉细胞无明显变化,过渡期与分泌晚期成釉细胞中BMP-4的表达显著降低,差异有统计学意义(P＜0.05).结论:短期高浓度氟对分泌过渡期及晚期成釉细胞中BMP-4的表达有抑制作用.
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骨形成蛋白4对人骨髓基质细胞端粒酶表达的调控作用
目的:检测外源性骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)对体外连续传代培养人骨髓基质细胞(bonemarrow stromal cells,BMSCs)生长和人端粒酶反转录酶催化亚单位(human telomerase reverse transcriptase,hTERT)表达水平的影响,探讨BMP4对BMSCs体外传代培养过程中细胞老化的调控作用.方法:取第1,3和7代rhBMP4诱导组和对照组BMSCs,细胞计数,免疫荧光染色检测hTERT表达,实时荧光定量聚合酶链反应检测第3和7代BMSCs中hTERT mRNA表达,统计学分析.结果:rhBMP4诱导组各代BMSCs细胞数均显著高于对照组(P<0.05).免疫荧光示hTERT在第1和第3代rhBMP4诱导组和对照组BMSCs均为细胞核表达,在第7代诱导组保持细胞核表达,而第7代对照组则表现为细胞浆表达.实时荧光定量聚合酶链反应显示,hTERT在第3和第7代诱导组BMSCs的表达均显著高于对照组(P<0.05).结论:BMP4可促进BMSCs生长,维持传代后期hTERT表达,延缓细胞老化.
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牡蛎钙补肾中药血清对骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制的调控作用
目的:用血清药理学方法研究牡蛎钙补肾中药血清对离体大鼠成骨细胞中骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制的调控作用.方法:采用多次胶原酶消化法获得足够数量的成骨细胞(OB),用改良钙钴法测定碱性磷酸酶(ALP)活性以鉴定0B.用含药血清进行细胞培养48h后,用逆转录多聚酶链反应技术(RT-PCR)检测各组0B中BMP-4和Smad5、6mRNA表达.结果:与模型空白组比较,牡蛎钙补肾中药组可明显上调OB中BMP-4和Smad5 mRNA表达,下调Smad6mRNA表达.结论:牡蛎钙补肾中药血清可以提高OB中BMP-4和Smad5基因表达、降低Smad6基因表达,这可能是其防治骨质疏松症的重要机制之一.
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缺血再灌注条件下肠上皮细胞来源的骨形成蛋白-4促进肠上皮间淋巴细胞凋亡的研究
目的 探讨小鼠小肠在缺血再灌注(I/R)条件下,肠上皮细胞(IECs)来源的骨形成蛋白-4(BMP-4)促进肠上皮间淋巴细胞(IELs)凋亡及其机制.方法 (1)分离正常小鼠IELs,采用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)验证IELs中是否存在BMP受体及经典信号Smad蛋白分子表达.(2)建立小鼠小肠I/R损伤模型,随机分为手术组(I/R)和假手术组(Sham),苏木素-伊红(HE)染色观察肠黏膜绒毛变化;检测IECs中BMP-4蛋白和IELs中BMP受体及Smad磷酸化蛋白变化.(3)分离培养正常小鼠IELs,分别加入外源性BMP-4蛋白及BMP-4拮抗剂NOGGIN蛋白刺激,观察BMP-4对IELs中p-Smad 1/5表达变化和IELs凋亡的影响.结果 正常IELs中存在BMP受体[骨形成蛋白IA受体(BMPRIA)、骨形成蛋白IB受体(BMPRIB)]及N-Smad(Smad1、Smad5、Smad8)蛋白的表达,I/R组肠黏膜损伤与IECs中BMP-4表达较Sham组明显增加;在I/R刺激下,IELs中BMP受体和磷酸化Smad1/5(p-Smad1/5)均较Sham组表达增加[BMPRIA:(12.66±4.89)％,BMPRIB:(16.70±5.06)％,p-Smad1/5:(44.10±10.10)％,P＜0.05];体外培养实验发现:IELs单独培养给予BMP-4刺激后p-Smad较空白对照组增加[(29.10±9.09)％,P＜0.05]和IELs的凋亡率较空白对照组增加[(20.30±5.43)％,P＜0.05],NOGGIN可拮抗BMP-4诱导的Smad磷酸化和IELs凋亡率的增加.结论 小肠在I/R条件下,肠上皮细胞中BMP-4蛋白分泌表达增加,通过与IELs上的BMP受体结合,进而激活IELs内的Smad信号通路途径促进IELs的凋亡,从而加重肠屏障损伤.
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同源盒蛋白Msx1在骨形成蛋白-4成骨效应中的作用
目的:研究同源盒蛋白Msx1在骨形成蛋白-4(bone morphogenetic protein-4,BMP-4)成骨效应中的作用,并探讨Msx1与BMP-4的调控关系.方法:体外培养成纤维细胞C2C12,BMP-4处理C2C12细胞24 h和36 h后,用携带Msxl基因的腺病毒转染C2C12细胞,过度表达同源盒蛋白Msx1,4 d后检测细胞中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的活性,单独用BMP-4处理组和BMP-4连同空白腺病毒组为对照组,未用BMP-4处理组为阴性对照组.结果:在BMP-4处理24 h后,Msx1腺病毒转染的细胞ALP活性非常低,而BMP-4处理36 h后,Msx1腺病毒转染的细胞显示强ALP活性,单独用BMP-4处理和BMP-4连同空白腺病毒处理的细胞同样显示强ALP活性.结论:同源盒蛋白Msx1能抑制BMP-4的成骨效应,且具有一定的时段特性.
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骨形成蛋白-4在骨性Ⅲ类错合畸形中的表达研究
目的 研究在下颌骨发育过度导致的骨性Ⅲ类错合畸形患者中,骨形成蛋白-4(BMP-4)基因的表达情况,探讨BMp-4基因与下颌骨生长的关系.方法 选取骨性Ⅲ类错合畸形患者和骨性I类错合畸形患者共34人,应用荧光定量PCR技术和Western-blot(WB)技术研究下颌骨中BMP-4基因的表达变化.结果 RT-PCR检测结果显示,骨性Ⅲ类错合畸形组中BMP-4mRNA的表达量是2.11±0.45μg/μl,骨性I类错合畸形组中BMP-4mRNA的表达量是0.98±0.33μg/μl.两组比较具有统计学差异(P<0.05).WB检测结果显示,骨性Ⅲ类错合畸形组中BMP-4蛋白的表达量是84.1259±29.2947μg/l,骨性I类错合畸形组中BMP-4蛋白的表达量是22.4064±4.9312μg/l,两组相比具有显著差异(P<0.05).结论 下颌骨生长量越大,BMP-4基因的表达量越高,表明BMP-4基因在下颌骨髁状突软骨生长中成正相关关系.
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激活素A和骨形成蛋白-4诱导人羊膜上皮细胞转分化为心肌样细胞的实验研究
近年来羊膜上皮细胞(AECs)被认为是心肌细胞移植较好的种子细胞之一.研究表明,激活素A(Activin A)和骨形成蛋白-4 (BMP-4)能够诱导人胚胎干细胞向心肌细胞分化.本研究通过体外分离、培养并鉴定人AEC后,采用Activin A和BMP-4作为诱导剂,观察它们能否诱导AEC向心肌样细胞转分化.应用定量RT-PCR、Western blot、免疫细胞化学等方法来检测基因及蛋白表达变化.结果显示,人AEC能够表达上皮细胞特异性蛋白角蛋白19(CK19).经Activin A和BMP-4共同诱导培养14 d后,AEC心肌特异性转录因子Nkx2.5和特异性结构蛋白α-actinin的mRNA表达水平明显升高,同时α-actinin的蛋白表达水平亦明显增加.本实验提示,Activin A和BMP-4在体外能够诱导人AEC向心肌样细胞转分化,同时该诱导方法可能成为诱导AEC向心肌样细胞转分化的一个新方法.
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卵泡抑素、激活素A与BMP-4在缺血缺氧性脑损伤大鼠脑组织中的表达
目的 探讨卵泡抑素、激活素A与骨形成蛋白-4(BMP-4)在正常大鼠和缺血缺氧性脑损伤大鼠脑组织中的表达规律及意义.方法 将同期受孕60只SD大鼠分为正常组和模型组各30只,每组按照胎鼠发育时间分为胚胎期8.5d、13d、18 d,出生后3d、7d、30d6个亚组,每个亚组取5只胎鼠或幼鼠.模型组建立脑缺血缺氧模型,应用SABC免疫组化及RT-PCR方法,检测不同生长时期大鼠脑缺血缺氧后卵泡抑素、激活素A与BMP-4的表达.结果 正常组卵泡抑素和激活素A的表达水平很低,免疫组化和RT-PCR法显示随着胎鼠发育的时期表达量逐渐减少,BMP-4在胚胎期几乎不表达,出生后30 d略有表达.缺血缺氧后模型组各发育时期卵泡抑素、激活素A与BMP-4的表达量均高于同期正常组(P＜0.01),尤其以卵泡抑素和激活素A表达增高明显.结论 卵泡抑素、激活素A、BMP-4的表达与发育时间相关,脑缺血缺氧损伤可诱导卵泡抑素、激活素A高表达,但是BMP-4的表达增高不明显,推测在胚胎发育早期卵泡抑素的主要功能是作为激活素A的抑制剂而不是BMP-4的配体来调控神经发育.
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在肠缺血再灌注下骨形成蛋白-4下调IL-7/IL-7R信号促进肠上皮间淋巴细胞凋亡的研究
目的 探讨小鼠小肠在肠缺血再灌注(I/R)条件下骨形成蛋白(BMP-4)通过下调IL-7/IL-7R信号通路促进IELs凋亡的机制.方法 建立小鼠小肠I/R损伤模型,随机分为手术组(I/R组)、假手术组(Sham组),每组各16只,免疫荧光检测IECs中IL-7蛋白和流式细胞术检测IELs中IL-7受体(CD127)及STAT5蛋白磷酸化水平变化;外源性BMP-4蛋白刺激IEC-6培养6小时后,Western blot检测IEC-6中IL-7蛋白表达变化;分离培养正常小鼠IELs,分别加入外源性BMP-4蛋白及BMP4拮抗剂NOGGIN蛋白刺激,流式细胞术观察BMP4对IELs中IL-7受体(CD127)及STAT5蛋白磷酸化变化;分离培养正常小鼠IELs,分别加入外源性BMP-4蛋白及IL-7蛋白刺激,观察IELs凋亡率的变化.结果 在I/R刺激下,IECs中IL-7蛋白表达I/R组较Sham组明显减少(P＜0.05);IELs中IL-7受体(CD127)及STAT5蛋白磷酸化水平均较Sham组表达减少(P＜0.05);体外培养实验发现:IECs中IL-7蛋白表达在BMP-4刺激下明显减少,IELs单独培养给予BMP4蛋白刺激后CD127及P-STAT5较Sham组减少(P＜0.05);给予BMP特异性拮抗剂RNOGGIN可逆转BMP对IL-7/IL-7R信号通路的抑制作用;BMP-4促进IELs的凋亡率增加(P＜0.05),给予外源性IL-7蛋白刺激后,有效的抑制IELs的凋亡率增加(P＜0.05),BMP-4抑制IL-7对IELs的增殖作用,促进IELs的凋亡.结论 小肠在I/R条件下,肠上皮细胞中BMP-4蛋白抑制IL-7/IL-7R信号通路,使IELs的保护性细胞因子减少,从而促进IELs的凋亡率增加,进一步加重肠免疫屏障损伤.
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短期高浓度氟对小鼠磨牙成釉细胞形态及骨形成蛋白-4表达的影响
目的:通过研究短期高浓度氟埘小鼠磨牙成釉细胞形态及骨形成蛋-4(bone morphogenetic protein-4,BMP-4)表达的影响,探讨氟牙症形成的可能机制.方法:选择4 d龄的ICR小鼠共32只,随机分为2组,每组16只,再分实验动物和对照动物各半.实验动物单次腹腔注射剂量分别为10 ms/kg和20 ms/kg的NaF,对照动物单次腹腔注射等剂量的NaCI,注射量均为10μL/g.24 h后处死动物.采用HE染色、免疫组化染色观察高浓度氟对小鼠磨牙不同分化阶段成釉细胞形态及BMP-4的表达,采用SPSS 13.0软件对数据进行分析.结果:分泌早、晚期和过渡期的成釉细胞对短期暴露高浓度F-敏感,实验动物分泌晚期和过渡期的成釉细胞中BMP-4的表达明显弱于对照动物,差异有统汁学意义(P＜0.01),而成熟期成釉细胞未见明显变化.结论:短期高浓度氟可抑制BMP-4在分泌晚期和过渡期成釉细胞中的表达,影响釉质发育.
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BMP4参与海人酸损伤后成年大鼠海马齿状回颗粒细胞增殖及胶质增生
目的 探讨海人酸(KA)侧脑室注射致大鼠海马损伤后骨形成蛋白- 4(BMP4)的表达变化及其与颗粒细胞增殖和胶质细胞增生的关系.方法 将成年大鼠分为对照组与实验组.侧脑室注射KA 7 d后,用尼氏染色检测海马神经元丢失,用免疫组织化学与原位杂交的方法检测海马齿状回BMP4 mRNA阳性细胞与BrdU标记细胞、GFAP阳性细胞数的变化.结果 正常成年大鼠BMP4 mRNA阳性细胞主要分布于海马齿状回的门区、颗粒下层、CA3、CA1区.BrdU标记细胞主要分布在齿状回颗粒下层.GFAP阳性细胞主要分布在齿状回、CA3区.在KA侧脑室注射致海马损伤后7 d,海马CA3、CA4区神经元丢失明显,BMP4 mRNA阳性细胞与BrdU、GFAP阳性细胞均明显增加.结论 KA侧脑室注射致海马损伤后,成年大鼠海马齿状回颗粒细胞增殖增强和胶质增生可能与BMP4表达增加有关.
