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机械刺激对肝癌细胞形态及增殖周期的影响
本研究采用"四点弯曲梁加载装置",对培养的人肝癌细胞株SMMC-7721施以拉伸刺激,通过显微计算机图像处理系统了解其形态变化,流式细胞仪了解其增殖行为,结果发现(1)加载24h后SMMC-7721G2-M期8.63%,对照组15.92%.(2)加载72h后SMMC-7721铺展投影面积缩小.(3)加载24h后SMMC-7721分裂指数0.46,对照组0.55.加载可部分抑制SMMC-7721的生长.
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机械拉伸对γ-干扰素诱导肺泡上皮细胞人β-防御素-3表达的影响
目的 研究机械拉伸对γ-干扰素(IFN-γ)诱导肺泡上皮细胞(A549细胞)人β-防御素-3(HBD-3)表达的影响并探讨HBD-3在呼吸机相关性肺炎(VAP)发病机制中的作用.方法 体外培养A549细胞,分别给予机械拉伸(S组),10 ng/ml IFN-γ(I组)和10.ng/ml IFN-γ+机械拉伸(IS组)3种处理,未处理的细胞为对照组(C组),处理的时间为2 h、4 h和6 h.拉伸由细胞FlexerceH-4000TM拉伸系统提供,拉伸的幅度为20%,速率为30次/min.处理后实时定量逆转录-多聚酶链反应(RT-PCR)检测HBD-3 mRNA的表达;处理6 h的细胞继续培养至24 h,激光扫描共聚焦显微镜检测HBD-3的表达.采用单因素方差分析和q检验对实验数据进行统计学分析.结果 单独的机械拉伸不能使HBD-3mRNA的表达发生显著变化.10 ng/ml IFN-γ处理2 h、4 h和6 h后,HBD-3 mRNA表达量较之C组分别增加了(2.63±0.60),(8.02±1.63)和(12.21±2.35)倍.10 rig/ml IFN-γ+机械拉伸处理2 h、4 h和6 h后,HBD-3 mRNA表达量较之C组分别增加了(1.54±0.16),(4.37±0.87)和(6.99 4-1.32)倍,但均显著低于I组(P<0.01).6 h机械拉伸后,IS组HBD-3的表达显著少于I组(P<0.01),同C组差异无统计学意义.结论 机械拉伸能显著抑制IFN-γ诱导肺泡上皮细胞HBD-3表达的上调,这可能是机械通气(MV)的患者易于发生VAP的原因之一.
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大鼠脊髓源性少突胶质前体细胞体外机械拉伸损伤模型的建立与评价
目的 采用FX-4000TM柔性基底加载系统建立体外大鼠脊髓源性少突胶质前体细胞机械拉伸损伤模型,为进一步探讨少突胶质前体细胞在脊髓损伤及修复过程中的作用及机制提供模型基础.方法 采用振摇法体外纯化培养大鼠脊髓少突胶质前体细胞,并进行免疫荧光细胞鉴定.将纯化培养3d的少突胶质前体细胞随机分为A组(对照组)、B组(拉伸强度5％)、C组(拉伸强度10％)、D组(拉伸强度15％).采用FX-4000TTM柔性基底加载系统机械拉伸少突胶质前体细胞2h后,通过倒置显微镜观察各组细胞形态学改变、MTT法检测细胞存活率、双染流式细胞术检测细胞凋亡,对损伤模型进行评价.结果 体外成功培育少突胶质前体细胞且纯度＞90％.B组拉伸强度对细胞形态及存活没有明显影响,基本不构成损伤.C组和D组细胞存活率较A组显著降低(P＜0.05),凋亡率也明显升高(P＜0.05),并出现明显病理性形态改变;但D组有明显的细胞脱落现象且细胞存活率降到＜50％,不利于后续实验进行.结论 采用FX-4000TTM柔性基底加载系统以10％为拉伸强度可建立有效的少突胶质前体细胞机械拉伸损伤模型.
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机械拉伸对人Ⅱ型肺泡上皮细胞表达纤溶酶原激活物抑制剂-1的影响
机械通气(MV)是重危患者治疗、手术全麻必不可少的治疗手段.机械通气也能激活肺组织炎症级联反应,促进炎性细胞因子释放,诱发肺损伤(VILI)[1].VILI相关的生物伤一直为国内外研究者关注的重点[2,3],其致病机制复杂,有待于进一步阐明.纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)是纤溶的调节剂(uPA),在肺部炎症中也发挥重要的作用[4,5].本研究拟通过对机械拉伸A549细胞PAI-1表达的影响,探讨机械通气致肺损伤的机制.
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大鼠肺上皮细胞体外机械拉伸损伤模型的建立与评价
目的 建立大鼠肺上皮细胞体外周期性机械拉伸损伤模型,为探讨机械通气所致肺损伤的过程及其机制提供模型基础.方法 应用Flexercell-4000TTM细胞柔性基底加载系统拉伸大鼠肺上皮Ⅱ型细胞株,随机分为对照组(C组)和机械拉伸组(S组),每组又分为4个亚组,3 h组(3C组、3S组)、6 h组(6C组、6S组)、16 h组(16C组、16S组)和24 h组(24C组、24S组).机械拉伸组设定拉伸幅度为20％,频率为0.3 Hz的正弦波并持续拉伸相应的时间.检测各组的细胞凋亡率、细胞上清液中TNF-α含量并观察形态学改变.结果 与各自对照组相比,机械拉伸组细胞凋亡率均增加,TNF-α 表达均增多(P<0.05).电镜下可观察到同趋势的细胞形态学损伤,以24 h机械拉伸组为著.结论 应用Flexercell-4000TTM细胞柔性基底加载系统以拉伸幅度为20％、拉伸频率为0.3 Hz的强度,持续24 h可建立有效的大鼠肺上皮细胞体外机械拉伸损伤模型.
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周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞增殖的影响
目的 探讨周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLSs)增殖能力的影响.方法 实验组细胞在周期性机械拉伸频率为1.0 Hz、拉伸幅度为3％、6％和9％的条件下,分别对RA-FLSs加载2、6和12 h.对照组细胞在保持与实验组培养条件一致的情况下不进行拉伸刺激.机械拉伸后,用流式细胞术和MTS检测细胞的增殖和活性.RT-PCR检测加载后细胞周期调控因子(CyclinD1、CyclinE1、CDK2、P27)在基因水平上的表达变化.结果 6％和9％的拉伸刺激持续作用6、12 h使RA-FLSs增殖和活性显著降低(P＜0.05),同时CDK2和CyclinE1的mRNA表达降低,P27 mRNA的表达增高(P＜0.05),周期性机械拉伸对CyclinD1表达的影响相对较小.结论 周期性机械拉伸对RA-FLSs增殖能力的影响与拉伸强度以及持续的时间有关,6％和9％的机械拉伸刺激可以抑制RA-FLSs的增殖,而这种增殖抑制作用可能是通过调控CyclinE1,CDK2和P27的表达来实现的.本研究对于探讨力学刺激在类风湿性关节炎的发病机制以及临床防治中的作用具有一定意义.
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基底应变对肺癌细胞形态调整的影响
目的从肺腺癌A549细胞对拉伸应力响应时释放出的细胞形变调整行为,解读肿瘤细胞骨架异常与其生物学行为的相关性.方法使用单向等轴应变加载装置对培养的肺腺癌A549细胞施以周期性基底拉伸加载,通过计算机图像处理并与对照组进行比较.结果(1)A549细胞的形态在加载中有明显的变化,铺展面积明显增大,细胞外形变得非常不规则,即,细胞不规则度增加;(2)与对照组比较,加载组细胞细胞核的铺展面积增大,拉伸引起细胞核形态的变化比较小,加载组与对照组细胞核的形态差别不大;(3)周期性拉伸引起了细胞取向的调整,细胞调整到与主应变近似垂直的方向,许多细胞拉长首尾连成一线,线的取向趋于与主应变方向垂直.结论A549细胞的细胞骨架各组份间对应力的响应协同反应下降;肺腺癌A549细胞对应力方向的呼应尚属正常.
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短期机械拉伸加载对人肺腺癌细胞A549细胞的增殖效应
目的测量人肺腺癌细胞株A549对机械拉伸加载的短期响应.方法用加载FlexerceU-4000TTM系统在4h内对A549细胞进行正常生理参数范围的应变刺激,并测量细胞的增殖效应.结果细胞的增殖率均有不同程度的提高,增殖响应系数M(%)为:0.5 h,M=18%;1 h,M=22%;4 h,M=5%.结论研究证明细胞对短期加载的增殖响应与人成骨细胞特征相似,在1800循环数左右有一峰值,间歇式加载能保持长期高增长率,而过去的研究表明连续加载相反,只会抑制细胞的增长.
关键词： 人肺腺癌细胞株A549 机械拉伸 增殖响应系数 细胞局域密度 -
间歇性机械拉伸对体外培养兔关节软骨细胞微管蛋白-β取向的影响
目的 探讨间歇性机械拉伸对兔关节软骨细胞生长和细胞形态及骨架的影响,为软骨细胞内力学信号传导研究的提供参考.方法 采用FX-4000TM柔性基底拉伸系统对体外单层原代培养的兔软骨细胞实施正弦波、0.5 Hz、0～5%间歇性周期应变加载,每日拉伸3h,共加载3天.对照组静态培养.3天后检测细胞活力、基质合成情况以及微管蛋白-β细胞免疫荧光染色,并对细胞周期进行检测.结果 加载组软骨细胞生长良好,氨基多聚糖和蛋白多糖的合成与对照组无明显差异;但细胞增殖指数显著增高(P＜0.05);微管蛋白-β沿细胞长轴发生重排,细胞形态和取向趋于一致.结论 间歇性机械拉伸对细胞生长起到积极的作用,并且通过微管蛋白-β的重排影响细胞形态和取向.
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盆底功能障碍性疾病患者阴道壁成纤维细胞受力后生物学功能的变化
目的：研究盆底功能障碍性疾病(PFD)阴道壁成纤维细胞在受力情况下，Ⅰ型胶原(coⅠ)、Ⅲ型胶原(colⅢ)、转化生长因子β1(TGF-β1)和基质金属蛋白酶-1(MMP-1)基因表达水平的变化，探讨其与PFD发病的关系方法：选取2009年10月至2010年5月在河北医科大学第二医院妇产科接受手术治疗的12例PFI)患者的阴道壁组织，用组织块法对阴道壁成纤维细胞进行原代培养，取2～5代稳定的传代阴道壁成纤维细胞，采用Flexcell-4000细胞柔性基底拉伸系统进行0.3Hz、12％、正弦波的拉伸应变加载实验，以未加载力的静态细胞作为对照组。用RT-PCR反应检测对照组及受力后4h、15h、24h colⅠ、colⅢ、TGF-β1、MMP-1基因的表达水平。结果：对照组col Ⅰ mRNA的表达水平为1.178±0.071，受力后4h、15h、24h表达分别为1.092+0.038、1.198±0.031 、1.120±0.098，不同时间col Ⅰ mRNA水平比较，差异有统计学意义(P=0.035)；对照组col Ⅲ表达为0.673±0.029，受力后4h、15h、24h分别为0.313±0.019、0.504±0.033、0.853±0.210，不同时间colⅢmRNA水平比较，差异有统计学意义(P=0.015)；对照组TGF-β1表达为0.852±0.039，受力后4h、15h、24h分别为0.673±0.052、0.897±0.051、0.895±0.015，不同时间TGF-β1 muRNA水平比较，差异有统计学意义(P=0.0001)。对照组MMP-1表达为1.167±0.036，受力后4h、15h、24h表达分别为0.669±0.109、1.085±0.176、1.325±0.048，不同时间MMP-1 mRNA水平比较，差异有统计学意义(P=0.017)。随着加力时间的延长，目的基因的表达水平呈现先下降，再上升的趋势。结论：阴道壁成纤维细胞受到机械拉伸刺激后，其细胞外基质的合成代谢和分解代谢均呈旺盛状态，细胞外基质发生了重塑，这可能是导致PFD发生的重要原因。
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周期性拉伸应力对大鼠软骨细胞代谢及凋亡的影响
目的 探讨周期性拉伸应力对大鼠关节软骨细胞合成、分解代谢及凋亡的影响.方法 将原代大鼠软骨细胞接种在Ⅰ型胶原包被的Bioflex板中培养1d后,采用Flexcell-5000T拉伸装置在拉伸频率为0.5 Hz条件下将软骨细胞拉伸24 h,根据拉伸应变率的大小不同将实验分为对照组(0％拉伸)、2％拉伸组、6％拉伸组、10％拉伸组和14％拉伸组.拉伸结束后采用qPCR技术检测ColⅡ、Aggrecan、MMP-13及ADAMTS-5的mRNA表达水平;使用ELISA法检测软骨细胞上清液NO及PGE2含量;同时通过TUNEL染色及AnnexinV-FITC/PI方法检测软骨细胞凋亡.结果 与对照组相比,10％和14％拉伸组ColⅡ(分别为0.738±0.11和0.58±0.13)及Aggrecan mRNA(分别为0.75±0.11和0.55±0.09)表达量降低(P＜0.05),而软骨细胞MMP-13(分别为2.47±0.47和2.88±0.36)、ADAMTS-5基因表达(2.39±0.33和2.75±0.49)mRNA表达及上清液NO(6.96±0.96和8.28±0.82)、PGE2(6.83±0.66和7.15±0.71)含量均增高(P＜0.05);6％拉伸组的ColⅡ(1.76±0.30)及Aggrecan(1.93±0.14)mRNA表达量较对照组(1.00±0.10)增高,NO含量(3.07±0.20)较对照组(3.89±0.33)降低(P＜0.05);2％和6％拉伸组细胞凋亡(分别为0.065 ±0.013,0.063±0.147)与对照组(0.045±0.008)差异无统计学意义(P分别为0.059和0.094),而10％拉伸组(0.135±0.026)和14％拉伸组(0.184±0.020)细胞凋亡显著增加(P＜0.05).结论周期性拉伸应力对体外软骨细胞代谢及凋亡的影响具有拉伸应力大小依赖性,10％及14％拉伸应变率相应拉伸应力导致软骨细胞分解代谢及凋亡增加,6％拉伸应变率相应拉伸应力可促进软骨细胞合成代谢,而2％拉伸应变率相应拉伸应力对软骨细胞代谢和凋亡无明显影响.
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机械拉伸波形及频率对肺腺癌细胞增殖的影响
通过FX-4000柔性基底加载系统研究了不同波形及频率的周期性机械拉伸对人肺腺癌A549细胞株增殖的影响,应用Image-Pro图像处理软件对A549细胞株在心形波、三角波及方波等拉伸应变下的增殖动力学变化进行了分析.实验表明:在collagenⅠ基底膜上,应变0-25%,频率为20次/min、40次/min及60次/min,加载时间为2 h时,与对照组比较,方波刺激组细胞生长明显受到抑制,三角波刺激组细胞增殖率无明显差异,心形波刺激组细胞增殖加快.研究表明:A549细胞株对体外的生理应变作出响应时,方波与60次/min频率的组合刺激抑制作用佳,且加载时间越长抑制效果越好.可见,波形与频率的合理组合在抑制人肺腺癌细胞增殖的过程中起着重要作用.
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机械拉伸下人牙周膜成纤维细胞增殖动力学变化的研究
为了研究拉伸应变对人牙周膜成纤维细胞DNA合成的影响,采用流式细胞术对拉伸应变下的细胞增殖动力学变化进行分析.结果:在0.5%～8%拉伸应变范围内,人牙周膜成纤维细胞受力2小时即显示出较高的增殖活性,6小时达高峰,其中以2%拉伸应变作用为明显,随时间延长,增殖指数下降.提示拉伸应变可有效促进人牙周膜成纤维细胞DNA合成.
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不同牵伸强度对体外人肌腱细胞磷脂酶A2/环氧合酶表达的影响
目的 探讨不同循环牵伸强度对体外人肌腱细胞磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)和环氧合酶(cyclooxygenase，COX)表达的影响。 方法 取4～6代人肌腱细胞在0.5 Hz、4h条件下施加不同牵伸强度(4％、8％、12％)，未牵伸组设为对照组。静置4h后，用RT-PCR、Western blot检测胞浆性PLA2(cytosolic PLA.2，cPLA2)、COX1、COX2的表达，ELISA测定分泌性PLA2 (secretory PLA2，sPLA2)的表达。 结果 对照组、4％、8％、12％牵伸组cPLA2、COX1、COX2基因表达随牵伸强度增加呈递增趋势，4％牵伸组cPLA2、COX1蛋白表达与对照组比较增加均不明显，差异无统计学意义(P＞0.05)；8％和12％牵伸组cPLA2及COX1蛋白表达与对照组比较明显增加，差异有统计学意义(P＜0.01)。4％、8％、12％牵伸组COX2与对照组比较，差异均有统计学意义(P＜0.01)，且随牵伸强度增加而逐渐增加。sPLA2在4％牵伸组分泌量和对照组比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，8％和12％牵伸组增加明显(P＜0.01)。 结论 体外人肌腱细胞PLA2、COX1、COX2的表达与牵伸强度呈正相关，PLA2/COX调节系统可能成为防治肌腱病的新分子靶标。
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重复性机械拉伸肌腱成纤维细胞与前列腺素E2和白三烯B4水平异常升高的关系
目的探讨机械拉伸肌腱成纤维细胞导致的前列腺素E2(PGE2)和白三烯B4(LTB4)水平升高与肌腱腱病的关系. 方法应用改进的细胞培养、拉伸系统,把人肌腱成纤维细胞种植于有微型沟槽的可变形硅胶盘中,分别在不同的拉伸应变(4%、 8%、 12%)下进行单轴、重复性机械拉伸.非拉伸组设为对照.检测PGE2 和LTB4水平以及相关酶[环氧化酶(COX)、5脂加氧酶(5-LO)]的变化. 结果拉伸肌腱成纤维细胞可产生高水平的PGE2和LTB4,其产生量与拉伸应变有关.阻断COX可减少PGE2的产生,但产生更多的LTB4,反之亦然. 结论重复拉伸肌腱成纤维细胞产生高水平的PGE2 和LTB4,并且其二者存在平衡关系.临床上应慎用非甾体类抗炎药治疗肌腱腱病.
