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目的:
1.从组织、细胞水平明确低氧诱导因子-1α(Hypoxia-InducibleFactors-1alpha,HIF-1α)和激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的关系,研究HIF-1α与线粒体自噬关键分子的相关性;
2.基于HIF-1α介导的线粒体自噬探讨通络生骨方抑制激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的机制,揭示通络生骨方治疗早中期激素性股骨头坏死的药理机制,丰富这一验方的功效科学内涵,为临床的合理运用提供实验依据。
方法:
1.分析HIF-1α介导的线粒体自噬在激素性股骨头坏死骨细胞凋亡中的作用机制
(1)组织水平上分析,从西安交通大学医学院附属红会医院筛选激素性股骨头坏死和股骨颈骨折股骨头各20例。对所有标本进行处理,再进行HE染色、免疫组织化学染色及Tunnel染色,并观察股骨头外观形态、HE染色及计算各组股骨头骨细胞凋亡率,HIF-1α及LC3阳性表达率。
(2)细胞水平上分析,培养细胞,细胞进行复染、传代处理,将细胞分为9组,再对细胞进行流式细胞仪检测,观察细胞凋亡情况,采用Westernblot检测细胞中LC3、HIF-1α及BNIP蛋白的表达水平,并根据MitoTrackerRed能特异性应用激光共聚焦显微镜和电子显微镜观察线粒体自噬。
(3)细胞水平分析,在上述细胞水平分析的基础上对细胞进行转染,再对细胞进行流式细胞仪检测,观察细胞凋亡情况,采用Westernblot检测细胞中BNIP3、LC3和HIF-1α蛋白的表达水平。
2.通络生骨方对激素作用下HIF-1α介导的线粒体自噬的调节及抑制骨细胞凋亡机制
制备通络生骨方含药血清,培养细胞,细胞进行复染、传代处理,将细胞分为4组,其余方法步骤同上述实验(2)。
结果:
1.HIF-1α介导的线粒体自噬在激素性股骨头坏死骨细胞凋亡中的作用机制
(1)组织水平上,实验组HIF-1α及LC3阳性表达率低于空白组(P<0.05)。实验组骨细胞凋亡率高于空白组(P<0.05)。同时,我们通过线性相关分析得出骨细胞凋亡率与HIF-1α呈明显负相关,HIF-1α与LC3呈明显正相关。
(2)细胞水平上,常氧和(或)缺氧环境下,骨细胞的凋亡随着激素浓度的增加而增高;且随着激素浓度的增加,线粒体自噬被抑制明显。随着氧浓度减低,MLO-Y4细胞HIF-1α及LC3表达增多;在低氧环境下(2%),随着地塞米松浓度的增加,MLO-Y4细胞中HIF-1α及LC3的表达逐渐降低;低氧状态下激素可抑制骨细胞BNIP3途径介导的线粒体自噬。
(3)细胞水平上,随着氧浓度的减少,细胞凋亡逐渐增多;在缺氧(2%)和(或)地塞米松(10μM)诱导环境下,HIF-1αsiRNA可加快细胞凋亡;随着氧浓度减低,MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3及LC3表达增多;缺氧(2%)下转染HIF-1α过表达对细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较缺氧空白组增多;转染HIF-1αsiRNA对MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较缺氧空白组减少;而且在缺氧(2%)及地塞米松(10μM)诱导条件下,MLO-Y4转染HIF-1α过表达及HIF-1αsiRNA对MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较细胞干预缺氧空白组减少。
2.基于HIF-1α介导的线粒体自噬探讨通络生骨方抑制激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的机制
MLO-Y4细胞分别在常氧(20%)和缺氧(2%)环境下,10μM地塞米松可诱导细胞凋亡、HIF-1α及LC3的表达减少、BNIP3的表达增多;同时分别加入通络生骨方后,地塞米松诱导的凋亡明显减少、HIF-1α及LC3的表达增多、BNIP3的表达减少。
结论:
1.明确激素性股骨头坏死中HIF-1α、线粒体自噬及骨细胞凋亡的相关性;同时,明确激素对HIF-1α介导的线粒体自噬的抑制作用,且研究HIF-1α介导的线粒体自噬与激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的相互作用,为激素性股骨头坏死的治疗提供新的分子机制研究依据。
2.在激素性股骨头坏死早期运用通络生骨方可明显促进HIF-1α介导的线粒体自噬,同时可提高激素诱导的骨细胞抗凋亡的能力。
1.从组织、细胞水平明确低氧诱导因子-1α(Hypoxia-InducibleFactors-1alpha,HIF-1α)和激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的关系,研究HIF-1α与线粒体自噬关键分子的相关性;
2.基于HIF-1α介导的线粒体自噬探讨通络生骨方抑制激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的机制,揭示通络生骨方治疗早中期激素性股骨头坏死的药理机制,丰富这一验方的功效科学内涵,为临床的合理运用提供实验依据。
方法:
1.分析HIF-1α介导的线粒体自噬在激素性股骨头坏死骨细胞凋亡中的作用机制
(1)组织水平上分析,从西安交通大学医学院附属红会医院筛选激素性股骨头坏死和股骨颈骨折股骨头各20例。对所有标本进行处理,再进行HE染色、免疫组织化学染色及Tunnel染色,并观察股骨头外观形态、HE染色及计算各组股骨头骨细胞凋亡率,HIF-1α及LC3阳性表达率。
(2)细胞水平上分析,培养细胞,细胞进行复染、传代处理,将细胞分为9组,再对细胞进行流式细胞仪检测,观察细胞凋亡情况,采用Westernblot检测细胞中LC3、HIF-1α及BNIP蛋白的表达水平,并根据MitoTrackerRed能特异性应用激光共聚焦显微镜和电子显微镜观察线粒体自噬。
(3)细胞水平分析,在上述细胞水平分析的基础上对细胞进行转染,再对细胞进行流式细胞仪检测,观察细胞凋亡情况,采用Westernblot检测细胞中BNIP3、LC3和HIF-1α蛋白的表达水平。
2.通络生骨方对激素作用下HIF-1α介导的线粒体自噬的调节及抑制骨细胞凋亡机制
制备通络生骨方含药血清,培养细胞,细胞进行复染、传代处理,将细胞分为4组,其余方法步骤同上述实验(2)。
结果:
1.HIF-1α介导的线粒体自噬在激素性股骨头坏死骨细胞凋亡中的作用机制
(1)组织水平上,实验组HIF-1α及LC3阳性表达率低于空白组(P<0.05)。实验组骨细胞凋亡率高于空白组(P<0.05)。同时,我们通过线性相关分析得出骨细胞凋亡率与HIF-1α呈明显负相关,HIF-1α与LC3呈明显正相关。
(2)细胞水平上,常氧和(或)缺氧环境下,骨细胞的凋亡随着激素浓度的增加而增高;且随着激素浓度的增加,线粒体自噬被抑制明显。随着氧浓度减低,MLO-Y4细胞HIF-1α及LC3表达增多;在低氧环境下(2%),随着地塞米松浓度的增加,MLO-Y4细胞中HIF-1α及LC3的表达逐渐降低;低氧状态下激素可抑制骨细胞BNIP3途径介导的线粒体自噬。
(3)细胞水平上,随着氧浓度的减少,细胞凋亡逐渐增多;在缺氧(2%)和(或)地塞米松(10μM)诱导环境下,HIF-1αsiRNA可加快细胞凋亡;随着氧浓度减低,MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3及LC3表达增多;缺氧(2%)下转染HIF-1α过表达对细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较缺氧空白组增多;转染HIF-1αsiRNA对MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较缺氧空白组减少;而且在缺氧(2%)及地塞米松(10μM)诱导条件下,MLO-Y4转染HIF-1α过表达及HIF-1αsiRNA对MLO-Y4细胞HIF-1α、BNIP3、LC3表达较细胞干预缺氧空白组减少。
2.基于HIF-1α介导的线粒体自噬探讨通络生骨方抑制激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的机制
MLO-Y4细胞分别在常氧(20%)和缺氧(2%)环境下,10μM地塞米松可诱导细胞凋亡、HIF-1α及LC3的表达减少、BNIP3的表达增多;同时分别加入通络生骨方后,地塞米松诱导的凋亡明显减少、HIF-1α及LC3的表达增多、BNIP3的表达减少。
结论:
1.明确激素性股骨头坏死中HIF-1α、线粒体自噬及骨细胞凋亡的相关性;同时,明确激素对HIF-1α介导的线粒体自噬的抑制作用,且研究HIF-1α介导的线粒体自噬与激素性股骨头坏死骨细胞凋亡的相互作用,为激素性股骨头坏死的治疗提供新的分子机制研究依据。
2.在激素性股骨头坏死早期运用通络生骨方可明显促进HIF-1α介导的线粒体自噬,同时可提高激素诱导的骨细胞抗凋亡的能力。