关键词： tonicity-responsive enhancer binding protein   heat shock protein 70   asporin   insulin-like growth factor binding proteins   lysophosphophatase D  

摘要： Lee SD, Choi SY, Lim SW, Lamitina ST, Ho SN, Go WY, Kwon HM. TonEBP stimulates multiple cellular pathways for adaptation to hypertonic stress: organic osmolyte-dependent and -independent pathways. Am J Physiol Renal Physiol 300: F707-F715, 2011. First published January 5, 2011;doi:10.1152/ajprenal.00227.2010.-TonEBP (tonicity-responsive enhancer binding protein) is a transcription factor that promotes cellular accumulation of organic osmolytes in the hypertonic renal medulla by stimulating expression of its target genes. Genetically modified animals with deficient TonEBP activity in the kidney suffer from severe medullary atrophy in association with cell death, demonstrating that TonEBP is essential for the survival of the renal medullary cells. Using both TonEBP knockout cells and RNA interference of TonEBP, we found that TonEBP promoted cellular adaptation to hypertonic stress. Microarray analyses revealed that the genetic response to hypertonicity was dominated by TonEBP in that expression of totally different sets of genes was increased by hypertonicity in those cells with TonEBP vs. those without TonEBP activity. Of over 100 potentially new TonEBP-regulated genes, we selected seven for further analyses and found that their expressions were all dependent on TonEBP. RNA interference experiments showed that some of these genes, asporin, insulin-like growth factor-binding protein-5 and -7, and an extracellular lysophospholipase D, plus heat shock protein 70, a known TonEBP target gene, contributed to the adaptation to hypertonicity without promoting organic osmolyte accumulation. We conclude that TonEBP stimulates multiple cellular pathways for adaptation to hypertonic stress in addition to organic osmolyte accumulation.

关键词： 牙周膜细胞   体外加力   自体牙移植   牙周组织  

摘要： 自体牙移植技术自20世纪50年代被提出以来，作为临床可选用的治疗手段在治疗缺牙但口内有合适供牙的病例中具有很大的优势。研究显示，自体牙移植的成功率可达79％，其成功有赖于健康牙周组织结构的重建，而牙根替代性吸收，即根骨粘连，是最常见的影响成功率的原因之一，表现为新生的牙槽骨和牙根表面直接接触，导致牙周膜间隙被牙槽骨所替代，目前这种异常骨化的机制尚不清楚。\n Asporin基因最早于2001年报道，是人牙周膜组织中稳定且高表达的基因之一，其编码一种新蛋白命名为牙周膜相关蛋白-1(PLAP-1)。研究已发现，Asporin/PLAP-1 mRNA不仅在牙周膜细胞稳定时表达，在细胞向成骨类细胞方向分化时表达增多，其作用机制为钝化骨形成蛋白-2(BMP-2)的信号通路，它特征性的亮氨酸重复序列末端(LRR)在Asporin-BMP-2的相互作用中起重要作用，从而负性调控BMP-2诱导的细胞分化，使牙周膜在口内虽表现出高的成骨分化潜力但不会发生矿化。\n 因此，试图探究Asporin/PLAP-1的作用特点是否可能为预防自体牙移植术后的根骨粘连有所作用。并设计以下实验：运用体外细胞加力方法，体外培养人牙周膜细胞，在离心机水平转子中给予培养于六孔板中的细胞以离心力轻力(30Xg，相对离心力)刺激，然后利用实时荧光定量PCR(Real time-PCR)技术进行相对定量检测，观察在加力0，1，2，6，10小时，Asporin基因的表达变化，并且探讨与BMP-2及成骨标志物碱性磷酸酶(ALP)的表达关系。结果表明，加力1、2小时，细胞产生应激反应，三种基因表达量均降低；加力6小时时，Asporin基因表达明显增多，并呈现比BMP-2明显的升高，提示力刺激作用促进Asporin，加力10小时时，该两种基因表达明显减少至加力前水平，提示Asporin抑制BMP-2效果显著，并且两者呈反馈抑制效果；另外，在加力各时间点，ALP基因的表达量均无明显变化，提示可能30Xg轻力在较短时间内不足以刺激细胞成骨向分化。

关键词： 骨关节炎   膝关节   髋关节   Asporin   基因多态性   Meta分析  

摘要： 背景:流行病学研究表明,骨关节炎具有较强的遗传倾向,且之前的一些研究己经确定并证实了存在骨关节炎相关易感基因。在希腊、英国、西班牙、中国和韩国也有关于骨关节炎与Asporin基因多态性关联性的研究,但得出的结论不一致。目的:采用Meta分析评价骨关节炎与Asporin基因多态性的关联性。方法:检索PubMed、EMBASE、Cochrane图书馆及万方、维普和中国生物医学文献数据库2000-01/2010-07有关骨关节炎病例对照研究的论著文章,文献中等位基因分布频率符合Hardy-Weinberg(H-w)遗传平衡定律。以"osteoarthritis,Asporin"为英文关键词,以"骨关节炎,Asporin,基因"为中文关键词,共检索到48篇文献。应用采用Cochrane协作网提供的RevMan5.0对各研究结果进行异质性检验和效应值合并。结果与结论:总计纳入文献6篇,共有膝关节骨关节炎患者1560例,对照组2672例;髋关节骨关节炎患者1800例,对照组1416例。在膝关节骨关节炎患者中,总研究人群中D14/其他所有基因的合并效应量OR值=1.23,95%CI为(0.94～1.61),P>0.05;D13/其他所有基因的合并效应量OR值=0.90,95%CI为(0.76～1.06),P>0.05。分层分析显示,在亚洲组D14/其他所有基因和D13/其他所有基因,P均>0.05;在欧洲组D14/其他所有基因,P>0.05;D13/其他所有基因合并效应量OR值=0.83和95%CI为(0.72～0.95),P<0.05。在髋关节骨关节炎中,D14/其他所有基因和D13/其他所有基因的P均>0.05。总体来说髋、膝关节骨关节炎与Asporin基因无关联。但在欧洲人群D13与膝关节骨关节炎的发生有关联,Asporin基因多态性中的D13等位基因在欧洲人群的膝关节骨关节炎患者中可能是一种保护基因。

关键词： 椎间盘退变   基因治疗   端粒酶逆转录酶   蛋白多糖   腺病毒  

摘要： 椎间盘退变(intervertebral disc degeneration, IDD)是引起椎间盘突出症(lumbar intervertebral disc protrusion, LIDP)等椎间盘退行性疾病(discdegenerated disease, DDD)的主要原因,其发病机制较为复杂。目前认为IDD主要是细胞因子、营养代谢、遗传、生物力学等因素共同作用的结果。在退变早期,髓核(nucleus pulposus, NP)和纤维环(anulus fibrosus, AF)分界逐渐模糊,纤维环细胞密度有所增加,髓核内细胞聚集,椎间盘内细胞增殖、群集和死亡增多；软骨终板裂缝、变薄、软骨下骨微骨折和骨硬化。随着终板的硬化,软骨终板的血运通道、纤维环的血管逐渐减少,直接影响通过终板的营养途径。营养供给的减少限制了椎间盘髓核细胞合成新的基质,髓核组织内氧供的减少使髓核细胞进行无氧代谢、产生乳酸产物,而且代谢产物难以从无血管的椎间盘内排出,乳酸聚集使细胞外环境变为酸性,这是适宜于蛋白酶作用的环境。蛋白酶是参与老化和退行性变的重要因素,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)引起细胞外基质降解。胶原酶(CollagenasesMMP1,8,13)、白明胶酶(gelatinases MMP2,9)和(stromelysin, MMP3)降解椎间盘大多数胶原质、蛋白多糖(proteoglycan, PG)和连接蛋白(connexin, CN)。随着退变的进展,髓核逐渐脱水化,高度降低,细胞数量减少,蛋白含量明显降低。纤维环逐渐失去正常板层排列,板层数目减少。在退变晚期阶段,椎间盘变薄、弹性降低,髓核和纤维环的边界不清。髓核膨胀压降低,纤维环硬度增加,分散负荷的能力降低,使转移到骨的应力增加。纤维环裂隙和撕裂的数量和程度增加,纤维环在应力下不能包含限制髓核,致使椎间盘疝出,肉芽组织和神经血管从纤维环外层向内长入。 IDD主要生化改变为蛋白多糖和水分减少、髓核细胞凋亡、纤维环老化变性、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)降解和纤维化、加速退变的细胞因子出现等一系列级联反应(cascade reaction)。正常椎间盘细胞通过各种途径调节代谢活动,其中影响椎间盘退变主要包括四个因素：①促进基质分解的因素如炎症因子、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)等,如一氧化氮(nitrogen monoxidum, NO)-.白细胞介素(interleukin, IL)-1,6、肿瘤坏死因子a (tumour necrosis factor,TNF-α)、前列腺素E2、MMP3、环氧化酶2、蛋白聚糖酶(ADAMTS-4,属于MMPs家族)等；②抑制基质分解的因素如基质金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP);③促进细胞分裂的因素如血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor, PDGF),细胞生长因子；④促进软骨形成因素如转化生长因子(transforming growth factor, TGF)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)、成骨蛋白-1(OP-1)等；分子调节因子如Sox-9等。ECM分解代谢的增加促进了椎间盘细胞的加速衰老(aging)和凋亡(apoptosis),从而加速了IDD进程。椎间盘退变过程中最显著的特征是髓核细胞凋亡、蛋白多糖及Ⅱ型胶原(collagen typeⅡ, Col.Ⅱ)减少、Ⅰ型胶原(collagen typeⅠ, Col.Ⅰ)增多。 如何抑制和延缓椎间盘细胞凋亡、增加退变椎间盘ECM中的蛋白多糖以及Ⅱ型胶原含量,达到抑制、延缓或者治疗椎间盘退变是临床共同关注的问题。研究报道直接向椎间盘内注射细胞因子、椎间盘细胞、间充质干细胞(mesenchyme stem cell, MSC)等能够延缓或逆转椎间盘细胞的退变。有学者进行了将外源性生长因子的编码基因转入动物椎间盘的一系列体外和体内实验研究。Nishida等应用腺病毒载体将人TGF-β1基因转导入新西兰兔椎间盘中,发现TGF-β1浓度比对照组高出约5倍,合成的蛋白多糖量也较对照组高出1倍。Yoon也发现TGF-β1基因腺病毒可显著提高Ⅱ型胶原(collagen typeⅡ, Col.Ⅱ)及蛋白聚糖(proteoglycan, PG)的含量。因为椎间盘细胞为非分裂细胞,故实验中应用介导目的基因转入的载体为质粒型病毒载体如腺病毒。目的基因的选择：主要为具有促进蛋白多糖和Ⅱ型胶原合成的作用的转

关键词： 腰椎间盘退化   亚洲人群   易感基因   骨关节炎   免疫组织化学方法   骨细胞外基质   免疫组织化学定位   基因表达模式  

摘要： Asporin也被称为牙周韧带相关蛋白-1(PLAP-1),属于富含亮氨酸重复序列的小分子蛋白多糖(SLRP)家族,它存在于软骨细胞外基质(ECM),与骨关节炎有相关性。最近发现亚洲人群的腰椎间盘退化和它的D14等位基因有相关性。但是,这种基因的正常免疫组织化学定位在人类椎间盘,在椎间盘退化的高加索人群中的表达水平还没有研究。方法本研究是由人类研究审查委员会通过批准,用免疫组织化学方法研究asporin基因在人类和沙鼠椎间盘的表达(一种与年龄相关的、自发的、椎间盘退变的小型啮齿类动物),并用Affymetrix公司的微点阵系统分析(基因芯片技术)asporin基因在体内和体外的表达。结果免疫组织化学方法研究人类的椎间盘发现,asporin基因不仅在外环的部分细胞中,而且在内环的少量细胞中均表达,但是几乎不能在髓核中表达。在沙鼠的腰椎间盘中也发现了类似的asporin基因表达模式,在椎间盘组织和立体培养的细胞中也发现了大量的asporin相关基因的表达。椎间盘退化严重组(汤普森Ⅳ级)与椎间盘退化轻微组(汤普森Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级)比较,有显著的差异(P=0.004),asporin基因显著高表达。结论高加索受试者和沙鼠的椎间盘在免疫组化水平上asporin阳性表达在外环比内环多,而且几乎没有在髓核表达。基因表达研究也证实了asporin基因在椎间盘退化严重的人群体内表达最为明显。

关键词： 椎间盘   Sox9基因   基因治疗  

摘要： 目的 观察腺病毒介导的Sox9基因（AdSox9）对兔腰椎间盘退变模型的疗效.方法 25只新西兰大白兔用针刺法制作腰椎间盘退变模型,24周后,将AdSox9注射到退变椎间盘组织中,6周后用MRI观察椎间盘变化,免疫组织化学法观察椎间盘组织Ⅱ型胶原（Col2al）的表达,逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）观察Col2al mRNA的变化.结果 MRI示：治疗后L2～3、L3～4、L4～5的椎间盘信号值分别为：580.43±76.43、612.74±56.73、605.87±76.53,模型对照组为：238.43±43.65、217.65±38.95、236.98±76.53 Col2al表达的标记指数：治疗后L2～3、L3～4、L4～5的椎间盘分别为：42.48±5.53、45.34±15.43、42.47±25.45,模型对照组为：11.68±10.08、12.68±13.75、13.38±26.53 Col2al mRNA的表达：治疗后L2～3、L3～4、L4～5的椎间盘分别为6570.43±174.53、7653.75±158.93、6905.83±119.23,模型对照组为：1256.76±89.76、1217.65±18.65、1132.97±47.65.3种方法均示,治疗组与模型对照组之间比较差异有统计学意义（P〈0.01）.结论 AdSox9对退变椎间盘动物模型有治疗作用.

关键词： Asporin   Transforming growth factor-beta   Type II collagen   Protein interaction   Leucine-rich repeat  

摘要： Asporin is an extracellular matrix (ECM) protein that regulates cartilage matrix gene expression and cartilage formation by modulating the transforming growth factor-beta (TGF-beta) signaling pathway. Our previous studies have indicated that asporin binds to TGF-beta 1 directly and inhibits TGF-beta 1-mediated expression of cartilage matrix genes. However, it is still unknown how asporin interacts with TGF-beta 1 and influences its activity. Using competition assays, we determined that amino acids 159-205 of asporin mediate its interaction with TGF-beta 1 and effectively repress TGF-beta 1-induced cartilage matrix gene expression. Asporin also has a binding ability to type II collagen in vitro, but its binding pattern is different from that of TGF-beta 1. In contrast with previous in vivo findings, asporin did not affect the interaction between TGF-beta 1 and the TGF-beta type II receptor (T beta RII) by itself or in the presence of type II collagen in vitro. However, in the presence of heparin/heparan sulfate, asporin inhibits the interaction between TGF-beta and T beta RII in vitro. These findings suggest that asporin is one of the important cartilage matrix proteins that binds to the ECM and TGF-beta 1 and thereby modulates interactions between TGF-beta and its signaling receptors.

关键词： asporin   keloid   keratin 10   proteomic   skin  

摘要： Background Keloids are pathological scars and, despite numerous available treatment modalities, continue to plague physicians and patients. Objectives Identification of molecular mediators that contribute to this fibrotic phenotype. Methods Two-dimensional gel electrophoresis, MALDI-TOF, Mascot online database searching algorithm and Melanie 5 gel analysis software were employed for comparative proteomic analysis between normal skin (NS) and keloid scar (KS) tissue extracts. Results Seventy-nine protein spots corresponding to 23 and 32 differentially expressed proteins were identified in NS and KS, respectively. Isoforms of heat shock proteins, gelsolin, carbonic anhydrase and notably keratin 10 were strongly expressed in NS along with manganese superoxide dismutase, immune components, antitrypsin, prostatic binding protein and crystalline. Various classes of proteins were found either to be present or to be upregulated in keloid tissue: (i) inflammatory/differentiated keratinocyte markers: S100 proteins, peroxiredoxin I;(ii) wound healing proteins: gelsolin-like capping protein;(iii) fibrogenetic proteins: mast cell beta-tryptase, macrophage migration inhibitory factor (MIF);(iv) antifibrotic proteins: asporin;(v) tumour suppressor proteins: stratifin, galectin-1, maspin;and (vi) antiangiogenic proteins: pigment epithelium-derived factor. Significant increases in expression of asporin, stratifin, galectin-1 and MIF were observed by Western blot analysis in KS. Conclusions This work has identified differentially expressed proteins specific to KS tissue extracts which can potentially be used as specific targets for therapeutic intervention.

关键词： 椎间盘退变   载体   基因治疗   目的基因   病毒载体   基因调控  

摘要： 椎间盘退变是一种慢性疾病,是引起腰腿痛的重要病因,主要是由于椎间盘中各种细胞因子、生长因子等合成代谢和分解代谢失衡引起椎间盘组织内环境的不稳定,最终导致退变,基因治疗是将目的基因导入靶细胞内,成为宿主细胞遗传物质的一部分,目的基因表达产物对疾病起治疗作用,有效目的基因与载体的选择为基因治疗椎间盘退变提供了可能。

关键词： 椎间盘退变   基因治疗   疾病   病理生理改变   细胞功能   生物学治疗   生化因子   临床症状  

摘要： 椎间盘退变是受诸如年龄、机械物理、细胞、基因以及生化因子等多种因素影响的复杂的病理生理改变。目前各种手术及保守治疗手段仅仅是针对椎间盘退变引起的各种临床症状的治疗,而不是从恢复椎间盘细胞功能的角度上去逆转椎间盘的退变。基因治疗作为一种新的治疗手段,由于能够改变和持续影响细胞的生理功能,而成为生物学治疗研究领域中的一个新热点.