脑衍生的神经营养因子(BDNF)是一种神经营养蛋白,在中枢神经系统和周围组织中表达,受到GSα /CAMP途径的调节。在骨骼中,它调节成骨,并刺激骨化肿瘤(如多发性骨髓瘤)中的RANKL分泌和破骨细胞形成。纤维发育不良(FD)是由GSα基因的功能收益突变引起的罕见的骨骼遗传疾病,其中RANKL依赖性增强的骨吸收是骨骼脆弱性和临床发病率的主要原因。我们观察到BDNF转录本在人类FD病变中表达。具体而言,对从FD患者获得的活检进行的免疫定位研究揭示了成骨细胞中BDNF的表达,并且在纤维组织内的纺锤形细胞中的表现较低。因此,我们假设BDNF可以通过刺激RANKL分泌和骨吸收来在FD的发病机理中发挥作用。为了测试这种疗法,我们使用了人类疾病的EF1α-GSαR201C小鼠模型(FD小鼠)。Western印迹分析显示,与WT小鼠相比,FD小鼠的骨段中BDNF的表达更高,而小鼠FD病变中的免疫标记模式与在人FD中观察到的相似。用抗BDNF的单克隆抗体对FD小鼠进行处理,可减少纤维组织,以及股骨病变内的破骨细胞和骨爆炸的数量。这些结果揭示了BDNF是FD发病机理的新玩家,并且可以在FD骨骼病变中滋养破骨细胞生成的潜在分子机制。他们还建议BDNF抑制作用可能是减少FD中异常骨骼重塑的一种新方法。
基于逐层熔化和凝固的功能金属部件增材制造会受到高温加工的不利影响,例如残余应力大、机械性能差、不必要的相变和部件变形。在这里,我们利用粉末颗粒的动能形成固态结合,并克服与金属高温加工相关的挑战。具体来说,我们将粉末加速到超音速冲击速度(~600 m/s),并利用高应变率动态负载引起的塑性变形和软化,在远低于其熔点(1626 ° C)的温度下(800 ° C、900 ° C)对 Ti-6Al-4V 粉末进行 3D 打印。通过采用低于临界粉末冲击速度的加工条件并控制表面温度,我们创建了具有空间控制孔隙率的机械坚固多孔金属沉积物(表观模量 51.7 ± 3.2 GPa、表观压缩屈服强度 535 ± 35 MPa、孔隙率 30 ± 2%)。将固态 3D 打印 Ti-6Al-4V 的机械性能与通过其他增材制造技术制造的机械性能进行比较时,压缩屈服强度最高可高出 42%。固态打印多孔 Ti-6Al-4V 的后热处理改变了沉积物在压缩载荷下的机械行为。此外,3D 打印多孔 Ti-6Al-4V 被证明与 MC3T3-E1 SC4 鼠前成骨细胞具有生物相容性,表明这些材料具有潜在的生物医学应用。我们的研究展示了一种单步固态增材制造方法,用于生产比传统高温增材制造技术强度更高的生物相容性多孔金属部件。
细胞内氧化应激,特别是通过活性氧 (ROS),在牵张成骨 (DO) 过程中的骨骼重塑中起着关键作用,DO 是一种广泛用于骨骼修复和再生的骨科技术。本研究旨在阐明 ROS 在促进骨形成和骨吸收方面的双重作用,重点研究其对成骨细胞和破骨细胞活动的影响。利用体外和体内模型,我们测量了 DO 不同阶段(潜伏期、牵张和巩固)的 ROS 水平,并分析了它们对细胞功能和信号通路的影响。结果表明,牵张阶段的中等 ROS 水平可增强成骨细胞分化和骨矿化,而过度的氧化应激则促进破骨细胞活动和骨吸收。组织学和生化分析表明,ROS 不仅影响 Wnt/β-catenin 和 NF- κB 通路,而且还与炎症和血管生成过程相互作用,进一步影响骨愈合结果。这些发现强调了维持最佳 ROS 平衡以最大程度提高治疗效果和减少 DO 并发症的重要性。此外,该研究还强调了抗氧化剂疗法调节 ROS 水平的潜力,为改善骨再生的临床结果提供了新策略。这项研究弥补了对骨生物学氧化应激理解的关键空白,并为有针对性的干预措施以增强骨骼愈合铺平了道路。
内上皮片上的图案形成。4-8 在这些例子中,外部或浅层的约束或限制是使更深层结构(在生理压缩下)继续正常发育的关键机械因素。9,10 通过结合实验和计算数据的“形态力学”方法,Taber 等人 11,12 发现鸡视杯形成过程中的内陷是由外胚层和细胞外基质等外部限制因素驱动的。在发育中的脊椎动物大脑中,最近已经探索了壁内细胞和组织力学。13,14 已经讨论了成长中的大脑对周围颅骨或颅腔形成的可能生物力学影响(在成骨细胞增殖和骨化等事件中,通过拉伸经历这些事件的细胞)。 15 相反,有人提出,骨化的头骨(作为硬囊)调节大脑形态,包括大脑皮层的脑回形成,16 尽管实验和数学研究表明脑回形成可能通过大脑固有的机制进行物理处理。17-19 先前关于哺乳动物大脑-头骨机械关系的研究主要集中在骨化/矿化发生后的阶段。在早期(即成骨前)阶段,对鸡胚进行的研究提出了一个模型,其中早期神经管弯曲的出现(最前端的前脑向腹侧弯曲的现象)可能是由腹侧底层脊索或前肠施加的可能物理限制来解释的,这些结构向前延伸的程度小于前脑,20,21
据报道,急性髓样白血病(AML)细胞释放出的抽象小细胞外囊泡(SEV)会影响骨髓衍生的间充质干细胞的三利分化(BM-MSCS)。但是,AML-Sevs的生物货物对此效果负责,仍然难以捉摸。在这项研究中,使用尺寸排斥色谱和超滤从细胞条件的培养基和血浆中分离出SEV,并根据MISEV2018指南进行表征。我们的结果表明AML-SEVS增加了BM-MSC的增殖。相反,在BM-MSC中下调了对正常造血的关键蛋白。此外,我们揭示了AML-sevs显着降低了BM-MSC对成骨细胞的分化,而不会影响脂肪形成或软骨基因分化。接下来,LC-MS/MS蛋白质组学阐明了包括AML-SEVS处理的AML-SEVS和BM-MSC在包括Y-box结合蛋白1(YBX1)在内的各种蛋白质。在临床上相关,我们发现与健康对照相比,大多数儿科AML衍生的SEV在大多数儿科AML衍生的SEV中都被认为是上调的。有趣的是,在AML细胞中YBX1下调后分离的SEV明显地挽救了BM-MSC的成骨细胞分化。总的来说,我们的数据首次证明了含有AML-SEVS的YBX1是通过降低BM-MSC的骨化分化来破坏骨髓微环境正常功能的关键游戏之一。
相关性溶血磷脂酸 (LPA) 受体 (PubMed:9070858, PubMed:19306925, PubMed:25025571, PubMed:26091040)。在肌动蛋白细胞骨架重组、细胞迁移、分化和增殖中发挥作用,从而有助于对组织损伤和感染因子的反应。通过异源 G 蛋白的 G(i)/G(o)、G(12)/G(13) 和 G(q) 家族激活下游信号级联。信号抑制腺苷酸环化酶活性并降低细胞 cAMP 水平 (PubMed:26091040)。信号传导触发细胞质 Ca(2+) 水平的增加 (PubMed:19656035, PubMed:19733258, PubMed:26091040)。激活 RALA;这导致磷脂酶 C (PLC) 的激活和肌醇 1,4,5-三磷酸的形成 (PubMed:19306925)。信号传导介导下游 MAP 激酶的激活 (通过相似性)。有助于调节细胞形状。促进神经元细胞中肌动蛋白细胞骨架的 Rho 依赖性重组和神经突回缩 (PubMed:26091040)。促进 Rho 的激活和肌动蛋白应力纤维的形成 (PubMed:26091040)。通过激活 RAC1 促进迁移细胞前缘板状伪足的形成(通过相似性)。通过其作为溶血磷脂酸受体的功能,在趋化性和细胞迁移中发挥作用,包括对损伤和创伤的反应(PubMed:18066075,PubMed:19656035,PubMed:19733258)。通过与 CD14 相互作用,在引发对细菌脂多糖 (LPS) 的炎症反应中发挥作用。促进对溶血磷脂酸的细胞增殖。正常骨骼发育所必需的。可能在成骨细胞分化中发挥作用。正常大脑发育所必需的。成人齿状回中新形成的神经元正常增殖、存活和成熟所必需的。在疼痛感知和神经性疼痛的引发中发挥作用(通过相似性)。
抽象间充质干细胞(MSC)由于其出色地分化为各种细胞类型及其免疫调节特性的能力而引起了再生牙科的显着关注。本综述提供了与牙科有关的MSC研究进步的全面概述,重点是它们在牙周组织再生,牙髓再生和上颌面骨修复中的潜在应用。牙周疾病会影响牙齿周围和支撑牙齿的组织,是牙科中的重要挑战。当前治疗通常涉及手术干预和组织嫁接。MSC已显示出有望作为牙周组织再生的潜在替代方法,因为它们可以区分牙周韧带细胞,胶质细胞和成骨细胞。一些临床前和临床研究表明,基于MSC的疗法在牙周再生中的效率。牙纸浆再生是MSC保持承诺的另一个领域。受损或感染的牙髓可能会导致牙髓炎或牙髓坏死,因此需要根管治疗。MSC,因为它们具有再生牙髓组织并促进纸浆愈合的能力。它们可以区分成牙本质细胞样细胞并再生牙本质样组织,使其成为牙髓再生的潜在治疗选择。在颌面骨修复中,已经研究了MSC的成骨分化潜力和刺激骨再生的能力。研究表明结果有令人鼓舞的结果,表明基于MSC的疗法可能是颌面骨缺损的可行治疗选择。尚未完全了解牙科中基于MSC的疗法的机制,但被认为涉及旁分泌作用,免疫调节和分化为特定细胞类型的组合。未来的研究应着重于应对这些挑战,并探索新的方法,以增强MSC在牙科中的再生潜力。
乳腺癌是美国女性与癌症相关死亡的第二大主要原因。虽然可以治疗局部疾病,但肿瘤细胞对远处器官的传播会引入临床并发症并增加发病率。骨转移性乳腺癌目前的治疗选择有限,并且通过促进肿瘤诱导的骨骼疾病(TIBD)仍然是一个重大的临床问题。TIBD是肿瘤细胞破坏骨微环境中细胞群体的条件,并导致破骨细胞吸收增加。先前的研究强调了两种蛋白GLG1和GLI2,作为骨定殖和TIBD的贡献者。 GLI2调节PTHRP的转录,PTHRP是促进骨细胞形成的肿瘤细胞分泌的骨化因子,因为GLG1通过与内皮细胞的相互作用促进骨定殖。使用MDA-MB-231乳腺癌细胞系,我们生成了GLI2和GLG1的基因表达敲低模型来确定这些蛋白质的功能丧失是否可能破坏TIBD的已知机制。为了测试这个问题,我们利用Western印迹和QRT-PCR分别测量蛋白质和转录本表达,以评估我们的GLG1 siRNA和GLI2 CRISPR GRNA敲低的功效。GLG1和GLI2的敲低成功,我们评估了下游基因表达。GLI2的丧失导致PTHRP的随后丢失,突出了GLI2在TIBD中的重要作用。该项目的未来方向旨在确定GLG1和GLI2如何促进肿瘤细胞,成骨细胞和骨髓内皮细胞之间的相互作用,以开发出新的治疗剂来治疗TIBD。
目前的研究主题,标题为“内分泌和代谢性疾病中的Wnt信号传导”旨在强调Wnt信号传导途径在人类内分泌学中的功能作用,重点是代谢疾病。内分泌和代谢性疾病包括影响各种器官系统和生理过程的广泛疾病。Wnt信号通路最初以其在胚胎发育和组织稳态中的作用而被认可(1,2),在几种人类疾病(包括癌症)的发病机理中已成为至关重要的参与者(3,4),并极大地有助于疾病进展和潜在的治疗效果(5-7)。The fi rst study in this Research Topic clari fi ed that one of the mechanisms by which the “ Modi fi ed Qing ' E Formula ” (MQEF), used for more than 1,300 years in China as a treatment for lumbodynia, may exert its therapeutic effect on steroid-induced ischemic necrosis of the femoral head, is through targeting exosomal microRNAs (miRNAs) to regulate multiple信号通路,包括Wnt,PI3K-AKT和MAPK(Zhu等人)。在调查miRNA和WNT信号传导的另一份原始报告中,Tripathi等。证明成骨细胞中的miR-539-3p过表达下调了Wnt信号通路的几个组成部分,并恶化小梁的微体系结构,导致卵巢切除的小鼠的骨形成减少。在我们的研究主题的第三篇原始文章中,一组由小小的TU领导的研究者发现,小分子C91(CHIR99021)通过激活Wnt信号来促进骨髓基质细胞的成骨分化(Wang等人(Wang等))。
在儿童中,骨骼生长和发育主要受磷酸钙稳态控制。大约99%的全身性钙和80%的磷用于形成羟基磷灰石,这是骨支撑的基本成分。在Addition中,电离形式中的少量钙调节质膜的渗透性,起作用的含量和传输刺激的辅助因子。磷酸盐反过来是参与蛋白质磷酸化的细胞内阴离子。它通过高能键(ATP,CAMP)的形成和破裂来实现能量的存储和逐步转换。钙和磷的效应器官是胃肠道,骨骼和肾脏。磷酸钙稳态由甲状旁腺激素(PTH),钙三醇 - 1,25(OH)2 D,磷酸蛋白(如成纤维细胞生长因子(FGF-23))以及降低降钙素[1-3]。效应器官和调节钙代谢的因素之间的序言反应如图1所示,磷酸代谢的调节如图2所示。甲状旁腺激素被甲状旁腺分泌,以响应低钙血症。它刺激肾小管中的钙重吸收,增加骨吸收并抑制其磷酸盐的吸收。它还激活了25-羟基维生素D到钙三醇(1,25二羟基维生素D)的转化。成纤维细胞生长因子23(FGF-23)是由OS-Teocytes产生的,在较小程度上是由成骨细胞产生的。它通过影响依赖钠的磷共转运蛋白(NPTS)来抑制肾小管中的磷酸盐重吸收。FGF-23进一步降低了1α-羟化酶的表达并增加了24-羟化酶的表达,从而降低了循环中1,25(OH)2 d的浓度(图2)[2,3]。钙化三醇,也称为二氢胆石钙酚,这是维生素D 3的最活跃形式,可调节钙和磷酸盐含量。在胃肠道中,它增加了钙