【摘 要】
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在中长期太空飞行中,空间骨丢失对航天员健康的影响是目前航天医学关注的重点之一。研究表明,微重力条件下,成骨细胞分化功能降低,骨形成减少,特异性转录因子Cbfa1在此过程中
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在中长期太空飞行中,空间骨丢失对航天员健康的影响是目前航天医学关注的重点之一。研究表明,微重力条件下,成骨细胞分化功能降低,骨形成减少,特异性转录因子Cbfa1在此过程中起关键作用。研究重力因素对Cbfa1活性调节机制对于阐明空间骨丢失机理非常重要。本研究以未分化的人成骨瘤细胞MG63为对象,利用回转器模拟微重力效应和细胞离心机实现超重,采用基因导入、信号途径干预剂处理等细胞分子生物学技术,研究不同重力因素对成骨细胞分化的影响,探讨重力因素对Cbfa1活性及成骨向分化、以及PI3K信号通路的影响;以期为空间骨丢失机理和对抗防护研究提供科学依据。主要获得以下研究结果:1、合成了以6个Cbfa1结合元件为主要调控元件的miniOC启动子,并构建由该启动子驱动的EGFP报告基因真核表达载体,转染并筛选获得OSE-MG63成骨细胞模型,细胞的荧光强度能够反映Cbfa1的活性,为航天细胞搭载实验提供一种更为方便有效的研究模型。2、模拟微重力环境下培养MG63细胞ERK1/2、p38、p85蛋白表达量均低于对照组(1G),并且随回转时间增加其抑制作用持续,表明微重力影响成骨细胞增殖分化的MAPK、PI3K信号途径。模拟微重力效应显著抑制PI3K的p85蛋白磷酸化水平,并且下调了Cbfa1的表达;相反,超重效应能够提高p85蛋白磷酸化水平,上调了Cbfa1的表达。3、以构建OSE-MG63细胞模型为对象,采用不同重力条件与PI3K信号通路的阻断剂(LY294002)和激活剂(IGF-I)复合处理,结果显示:模拟微重力显著抑制OSE-MG63细胞的荧光强度,而超重则提高其荧光强度;IGF-I能够诱导Cbfa1活性提高,但由IGF-I诱导的荧光强度升高作用受到LY294002的显著抑制。表明模拟微重力减弱IGF-I的成骨作用,超重提高Cbfa1活性是通过PI3K信号通路。
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