骨细胞间隙连接与物理-生物信号传导研究进展
《医用生物力学》投稿攻略-发表论文
医用生物力学一、发表说明本团队专注于论文写作与发表服务，擅长案例分析、编程仿真、图表绘制、理论分析等，论文写作、发表300起，具体价格信息联系：本团队并非任何杂志编辑中心，本中心是专业代发论文的机构，与各个杂志社具有长期良好的合作关系，也就是我们通过我们的特殊渠道将论文送给杂志社我们特定的内部人处理论文，保证较高的上稿率，以解决投稿人投稿后焦急的等待与石沉大海的结局。
通过我们可以较为容易达到发表的目地，当然，论文的质量也是重要的基础。
二、期刊简介如下《医用生物力学》主要刊登交流我国学者在生物力学研究中取得的成果和部分国外专家的论文。
着重刊登对科研与临床实践有指导意义的论著，同时还开辟综述、讲座、经验交流、研究简报、专题讨论等专栏。
内容充实，反映了中国生物力学的研究动向和成果。
论著NiTi心血管支架的疲劳断裂性能分析综述机械刺激对成骨细胞骨架的影响专家论坛人体运动的生物力学建模与计算机仿真进展信息《医用生物力学》杂志征稿、征订启事专家论坛天然-人工合成聚合物混合纳米纤维在生物医学领域中的应用信息关于文稿中法定计量单位的书写要求论著高血压与低切应力对大鼠颈总动脉血管重建的影响信息关于书写论文作者单位名称的要求论著粘着斑激酶在血管内皮细胞黏附和迁移中的作用信息关于论文写作中的作者署名与致谢论著坡面步行中青年女性下肢关节角及肌肉激活度信息关于缩略语使用的要求论著牙本质微结构性质的重新评价（英文）通讯报道中国蒙医整骨术骨折固定生物宏观特征及其准则专家论坛细胞骨架的普遍性动力学行为述评对细胞与分子生物力学中一些挑战性问题的思考细胞与分子生物力学专栏β2整合素介导的人中性粒细胞在ICAM-1裱衬表面的铺展动力学论著人工髋关节润滑系统的流固耦合分析述评康复工程中的生物力学问题康复与生物力学专栏利用步态分析研究楔形鞋垫对膝关节载荷的影响信息关于文稿中法定计量单位的书写要求康复与生物力学专栏日常运动时足底压力实时检测方法研究论著浓度与压力梯度可调的三维细胞培养微流控芯片的研制信息医学论文写作中的注意事项论著图像相关法测试股骨近端骨小梁压缩特性信息医学论文中有关实验动物描述的要求临床研究矫形器在烧伤病例中的应用综述成骨细胞力致钙响应和钙传递的研究进展专家论坛剪切流定量调控细胞钙信号的研究进展述评生物材料力学研究新进展专栏论著流体剪切力作用下无间隙连接成骨细胞阵列内的钙响应论著新型动态载荷与循环灌流生物反应器系统的设计临床研究Endobutton治疗肩锁关节脱位术后复位丢失与固定装置力臂的相关性研究综述力学因素在间充质干细胞构建功能性组织工程化软骨中的作用专家论坛人造微针与生物微针研究进展论著第二代数字化人体骶骨纵形骨折微创内固定的有限元分析信息论文写作中的注意事项论著单脉冲和双脉冲液电式体外冲击波粉碎结石术的数值模拟信息关于文稿中法定计量单位的书写要求论著心肌桥壁冠状动脉血液动力学数值模拟综述下肢截肢残端肌肉萎缩的生物力学研究进展信息华人骨研学会第四届WebsterJee骨形态计量和影像学研讨会述评组织工程研究的现状与进展专栏论著方形孔结构细胞支架非线性流固耦合数值计算骨科生物力学NiTi记忆合金骨卡环生物力学特性的三维有限元研究口腔生物力学黏接剂厚度对IPS Empress Ⅱ全瓷冠应力的影响分析基础研究动脉血管中非线性压力波的传播临床研究尿流动力学在前列腺增生症诊断中的价值骨科生物力学骨移植与骨水泥增强对治疗骨质疏松椎体的生物力学相容性的有限元评估信息2010年上海国际骨科生物力学研讨会会议通知骨科生物力学采用“漏斗技术”植入椎弓根螺钉固定胸段脊柱的生物力学研究基础研究实体肿瘤内微循环及药物传递的三维数值模拟综述髋臼位相参数概念分析述评人上气道生物力学模型的研究进展信息2010年上海国际骨科生物力学研讨会会议通知论著鼓膜穿孔对听力系统振动的影响信息会议通知论著基于整体膨隆实验的虹膜弹性模量求解方法信息《医用生物力学》杂志征稿、征订启事论著椎弓根螺钉长度变化对螺钉-骨复合体模型应力影响的三维有限元分析研究信息会议通知论著拇外翻对前足底压力分布的改变综述巩膜及巩膜成纤维细胞的生物力学研究进展述评航空生物力学航空生物力学专栏模拟跳伞着陆中踝关节防护对下肢肌电活动性的影响论著鼻腔结构矫正手术对OSAHS患者上气道流场影响的数值分析信息本刊有关文稿中法定计量单位的书写要求论著双分叉动脉血流动力学特性的边界元分析信息关于缩略语使用的要求论著有限元分析优化设计人工颈椎复合关节系统球窝关节信息关于书写论文作者单位名称的要求论著冷刺激下食指运动学及动力学特性研究述评心血管生物力学研究的新进展心血管生物力学专栏切应力与血管平滑肌细胞对内皮细胞增殖的影响及TGFβ1与p-Akt信号通路在其中的作用述评正畸牙移动细胞生物力学研究进展口腔生物力学专栏无托槽隐形矫治技术生物力学效应的有限元法研究论著基于小波变换的中医推拿 法作用力信号能量分析综述肿瘤细胞靶器官特异性捕获和黏附行为的研究进展A 3-D in vitro tumor model for investigation of bacteria-mediated gene delivery专家论坛细胞核结构与力学生物学述评生物反应器在组织工程研究中的应用生物反应器专栏灌注式生物反应器中流体剪切力对大段组织工程化骨构建的作用骨科生物力学经皮椎体成形术中椎体内压力的测定与分析口腔生物力学单侧上颌骨缺损三维光弹模型的设计和制作基础研究支架植入颅内蜿蜒型动脉瘤的血流动力学仿真综述骨质疏松性骨力学性能的预测专家论坛细胞-分子生物力学研究进展述评数字图像相关测量技术及其应用生物力学测试与分析利用微悬臂梁传感对瘦肉精进行非标记检测基础研究Wnt／β-catenin信号通路对小鼠骨痂塑形和生物力学性能的影响综述足踝部有限元分析的临床应用综述会议纪要骨科内植物研究中的生物学和生物力学问题——东方科技论坛第127次学术讨论会述评膝关节前交叉韧带修复的组织工程研究进展骨科生物力学前交叉韧带扭转损伤后关节腔内后交叉韧带中基质金属蛋白酶-Ⅱ活性的研究基础研究ERK信号通路参与调控周期性张应变诱导的人牙周膜细胞增殖综述核心肌群训练在游泳训练中的应用专家论坛气道平滑肌生物力学与哮喘病理机制的研究进展基础研究虚拟中国人足底韧带结构失效后的足弓负荷机制研究口腔生物力学种植体长度对即刻负载种植体骨界面生物力学分布的影响应用研究下肢残肢功能综合训练系统的研发综述人体脊柱三维运动测量及力学加载进展专家论坛天然与人工关节中的摩擦学问题人工关节摩擦学专栏人工关节改性材料的生物摩擦学研究基础研究生理脉动流模拟系统设计与仿真综述腰椎后路非融合技术生物力学研究进展信息第九届全国生物力学学术会议会议纪要专家论坛基于血流动力学仿真的心血管外科手术规划进展基础研究利用Contourlet变换进行双源CT图像中的二尖瓣分割应用研究人膝关节软骨与聚乙烯醇水凝胶人工软骨压缩实验比较研究综述关节软骨体外构建力学环境的研究进展信息《医用生物力学》2009年第24卷总目录骨与关节的力学生物学研究。
应力作用下骨细胞的缝隙连接通讯
应力作用下骨细胞的缝隙连接通讯叶红【摘要】缝隙连接是细胞间直接进行物质交流的膜通道结构,其在骨组织中广泛存在.骨组织处于经常更新过程,并对机械应力发生反应,骨细胞感知机械应力后将信号传递给成骨细胞与破骨细胞,从而实现骨的改建或重建.缝隙连接在由力学信号转换为生物效应的过程中起着重要的作用.本文就缝隙连接的发现、结构特点、检测方法及骨细胞感知机械刺激后缝隙连接的改变和将力学信号通过缝隙连接传递给成骨细胞与破骨细胞的机制作一综述.【期刊名称】《国际口腔医学杂志》【年(卷),期】2010(037)005【总页数】4页(P576-579)【关键词】骨细胞;成骨细胞;破骨细胞;缝隙连接【作者】叶红【作者单位】四川大学华西口腔医院修复科,四川,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】R782机械应力会导致骨组织的形成与重塑。
骨细胞是骨组织中数量最多的细胞，且目前被认为是骨组织中主要的应力感受器。
骨细胞在受到应力刺激后产生相应的生物信号通过细胞间联系来调节其他细胞（包括成骨细胞与破骨细胞）来实现骨组织的改建。
细胞间联系方式有化学信号传递、突触传递，还有缝隙连接传递。
其中，缝隙连接在由力学信号转换为生物效应的过程中起着重要的作用。
1 缝隙连接的发现和结构特点缝隙连接是细胞间直接进行物质交流的膜通道结构。
1958年第1次发现该结构，后来有大量的相关研究。
1967年，学者们在心肌和肝细胞上观察到有6个对称亚单位构成的细胞间连接，命名为缝隙连接。
缝隙连接是由1种横跨脂质双膜的蛋白质构成，这些蛋白质构成接合子（connexon，CX），一端嵌入单位膜内，另一端露在外面，与对侧单位膜伸出来的接合子在接头间隙中间相对接合，中央有一直径约1.5～2 nm的亲水孔道，沟通两个相邻细胞的细胞质。
CX具有4次跨膜的肽链，水、离子、糖类、第二信使、激素能透过，蛋白质、RNA、多糖等大分子物质不能透过。
哪种物质能通过取决于连接蛋白的种类，后者决定通道的直径与选择性允许不同大小的物质通过，比如CX43允许较大的相对分子质量的分子通过，特别是带负电荷的；带正电荷相对分子质量小于300的分子易于通过CX45。
细胞信号转导
细胞信号转导细胞信号转导是指细胞内外信息的传递和转化过程，这一过程起着调节和控制细胞生理活动的重要作用。
通过信号传递，细胞可以对外界环境做出适应性的反应，维持内部稳态，实现生长、分化和细胞命运决定等功能。
本文将从信号的产生、传递和转导机制等方面进行讨论。
一、信号的产生1. 内源性信号细胞自身产生的化学物质可以作为信号分子，以调节细胞内外环境。
例如，细胞内的离子浓度、pH值和代谢产物等，都可以通过信号传递机制发挥作用。
2. 外源性信号外界环境中的物质和刺激也可以作为细胞信号的来源。
例如，细胞表面的受体可以与激素、细菌毒素和细胞外基质等结合，引发相应的信号传递。
二、信号的传递细胞信号传递通常有三种主要方式：通过直接细胞接触、通过细胞间联系以及通过远距离的物质传递。
1. 直接细胞接触细胞表面的受体与邻近细胞的配体结合，通过接触传递信号。
这种方式在免疫系统的活化、神经细胞的传递和胚胎发育等过程中起重要作用。
2. 细胞间联系细胞通过细胞间连接物质（如细胞间隙连接、紧密连接和连接蛋白）进行信号传递。
这种方式在组织内细胞间的协调和相互影响中起到重要作用。
3. 物质传递一些信号分子可以通过远距离的物质传递，例如激素、细菌毒素和神经递质等。
它们通过血液、淋巴液和突触间隙等途径到达目的地细胞，触发相应的信号级联反应。
三、信号的转导机制1. 受体的激活和信号传导当信号分子结合至受体上时，受体会发生构象变化，从而激活相应的信号通路。
这种激活过程包括泛素化修饰、磷酸化等，促使信号传导的启动。
2. 信号通路的级联反应一旦信号通路被启动，连锁反应会引发一系列级联反应。
这些反应会通过激活一些键酶、转录因子和细胞器等，最终产生细胞内外多种生理活动的结果。
3. 信号的转导和传递信号通路中的组分和中介物质可以通过蛋白质相互作用、分子承载体和次级信号等方式，进行信号的转导和传递。
这种方式可以将信号的强度和特异性传递至下游组分，以发挥预期的生物学功能。
缝隙连接与心脏疾病的研究进展
缝隙连接与心脏疾病的研究进展林国伟(综述);张俊(审校)【摘要】Gap junction is a special membrane channel between adjacent cells, which connects cyto-plasm,mediates electrochemical signals between the adjacent cells. More and more studies have shown that gap junctions is closely associated with the occurrence,development and treatment of all kinds of heart dis-ease. In-depth understanding of targeted therapy for gap junction protein,may provide a new train of thoughts for the treatment of various heart disease. Here is to make a review of the research progress of the correlation between gap junction and heart diseases in recent years.%缝隙连接是存在于相邻细胞间特殊的膜结构通道，它连接相邻细胞间的细胞质，介导细胞间的电化学信号。
越来越多的研究显示，缝隙连接与各种心脏疾病的发生、发展及治疗均有密切联系。
深入研究缝隙连接蛋白的靶向治疗，可能为各种心脏疾病的治疗提供一种新思路。
该文就缝隙连接与心脏疾病关系的研究进展予以综述。
【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】4页(P3110-3112,3113)【关键词】冠心病;缝隙连接;缝隙连接蛋白;心律失常【作者】林国伟(综述);张俊(审校)【作者单位】川北医学院附属医院心内科，四川南充637000;川北医学院附属医院心内科，四川南充637000【正文语种】中文【中图分类】R543.3;R331.38缝隙连接作为相邻细胞间一种特殊膜通道结构，具有亲水性、低选择性和低电阻等特点，介导细胞间的电化学信号。
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(41)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（40分，每题5分）1. 高尔基复合体顺面膜的结构近似质膜。
（）答案：错误解析：高尔基复合体的顺面膜是中间多孔子类呈连续而状的管网结构，膜厚约6nm。
比高尔基体其他部位略薄，但与内质网生物膜厚度接近。
2. G蛋白偶联受体中，霍乱毒素使G蛋白α亚基不能活化，百日咳毒素使G蛋白α亚基持续活化。
（）答案：错误解析：霍乱毒素，使α亚基丧失GTP酶的活性并处于持续活化状态；百日咳毒素抑制Gi的活性。
3. 哺乳动物受精卵在发生卵裂到16细胞前，所有细胞都是全能细胞。
（）答案：错误解析：哺乳动物受精卵在酿成卵裂到8细胞前，所有细胞甚至是全能细胞。
4. 端粒是任何生物染色体所不可缺少的稳定染色体结构的组成部分。
（）答案：错误解析：大肠杆菌染色体就没有端粒序列。
5. 间隙连接属于通讯连接，信号分子可以通过间隙连接的通道，而其他代谢分子不能通过。
（）答案：错误解析：间隙连接的通道允许小分子代谢物质和信号分子通过，是细胞间代谢偶联的基础。
代谢偶联现象在生物体体外培养细胞中被证实。
6. 微丝由α微管蛋白和β微管蛋白两种微管蛋白亚基形成，微管的主要结构成分是肌动蛋白（actin）。
（）答案：错误解析：微管由α微管蛋白和β微管蛋白两种微管蛋白亚基形成，微丝的主要结构次要成分是肌动蛋白（actin）。
7. G0细胞是永远失去了分裂能力的细胞。
（）答案：错误解析：G0细胞是暂时身处休眠状态的细胞，在受到适当的刺激后会回重返细胞周期前会进行分裂繁殖。
8. 决定秀丽新小杆线虫细胞自杀性死亡的细胞杀手是基因cec9而不是基因cec3和cec4。
（）答案：错误解析：杀手基因是基因ced3，基因cec9的络合物是存活因子。
细胞与细胞间隙的相互作用与通讯
细胞与细胞间隙的相互作用与通讯细胞是构成生物体各种组织和器官的基本结构单位，而细胞间隙则是细胞之间形成的一种特殊间隙结构。
细胞与细胞间隙的相互作用与通讯在细胞的生命活动中起着至关重要的作用。
本文将探讨细胞与细胞间隙的相互作用与通讯的重要性以及相关机制。
一、细胞与细胞间隙的相互作用细胞与细胞间隙之间的相互作用主要通过细胞间隙的质外基质传递信息和物质来实现。
这种相互作用可以促进细胞间的合作、协调和调节，从而维持生物体的正常生理功能。
以下是细胞与细胞间隙相互作用中常见的几种方式：1. 通过细胞间隙的直接接触传递物质与信息：在某些组织中，细胞间隙直接与细胞质相连，可通过连续的细胞膜联系起来，从而实现物质和信息的传递。
例如，心肌细胞通过细胞间隙的连接可以使心脏肌肉协调收缩。
2. 通过细胞间隙的气体交换：细胞间隙可以提供气体交换的通道，使细胞间的气体得以交换。
例如，叶绿体所在的植物叶片细胞，通过细胞间隙的通道，使氧气和二氧化碳在细胞间进行交换，完成光合作用和呼吸作用。
3. 细胞间隙的信号传导：细胞间隙中的质外基质中含有大量信号分子，例如生长因子、激素等，这些信号分子可以通过细胞间隙传递给相邻的细胞，引发一系列的细胞反应。
这种信号传导机制在胚胎发育、免疫系统和神经系统等生物过程中起着重要的作用。
二、细胞与细胞间隙的通讯机制细胞与细胞间隙的通讯机制主要通过细胞外基质中的信号分子、细胞间连接蛋白和细胞外基质的成分来实现。
以下是几种常见的通讯机制：1. 胞间连接蛋白：胞间连接蛋白是细胞膜上的蛋白质，可以通过连接细胞膜的方式实现细胞与细胞之间的连接。
这些连接蛋白可以直接形成细胞间隙通道，通过这些通道传递物质和信息。
其中最为典型的例子是纤维连接蛋白和紧密连接蛋白。
2. 细胞外基质：细胞外基质是细胞外部分的组成物质，其中包含了大量的生物活性分子，如细胞外基质蛋白、多糖、生长因子等。
这些分子可以通过与细胞表面受体结合，触发细胞内的信号传导途径，进而改变细胞的功能和行为。
骨形态发生蛋白信号途径在神经系统中生物学功能和机制的研究进展
摘 要 ： 骨 形 态 发 生 蛋 白（ ｏ ｅｍｏｐ ｏ ｅｅｉ ｐｏｅ ｓＢ ｓ 属 于 转 化 生 长 因 子 Ｂ家 族 ， 有 复 杂 的 信 号 ｂ ｎ ｒｈ ｇ ｎｔ ｒｔｉ ， ＭＰ ） ｃ ｎ 具 传 导 途 径 ， 神 经 系 统 生 物 学 中 有 多 种 作 用 ， 括 神 经 诱 导 、 突 引 导 、 持 突 触 生 长 和 稳 态 及 在 成 熟 神 经 系 统 在 包 轴 维 中 的神 经 保 护 作 用 。本 文 综 合 Ｂ ｓ 近 研 究 成 果 ， 一 步 阐 述 其 各 种 神 经 生 物 作 用 的 相 关 机 制 ， 对 潜 在 的 ＭＰ 新 进 并 临床 应 用 进 行 展 望 。 关键 词 ： 形 态 发 生 蛋 白质 类 ；神 经 生 物 学 ；信 号传 导 ；神 经 保 护 骨
ｔｉｓ Ｂ ｓ 是 转 化 生 长 因 子 Ｂ（ ｒｎ ｆｒ ｎ ｅ ， ＭＰ ） ｎ ｔａ ｓｏｍｉｇ
ｇ ｏ ｈｆｃｏ— ， ＧＦ Ｂ 超 家 族 中 的一 员 ， 初 是 ｒ ｗｔ ａｔ ｒ Ｔ —） Ｂ 最
由于其 在骨 细胞生 长和 分化 中具有 重要 作用 ， 能够 促进 骨 骼 再 生 和 形 态 改 建 而 得 名 。 后 来 发 现 Ｂ ｓ ＭＰ 可参 与 多种 组 织 细 胞 的 发 育 、 亡 、 殖 及 凋 增
分 化 过程 ， 中包括 发 育 期 和成 熟 期 的 神 经 系统 。 其
Ｂ ｓ 神 经 系统 生 物学 功 能 和 机制 上 的研 究对 ＭＰ 在
Ｓ ＭＡＤ信 号 通 路 可 受 到 多种 相 关 因子 的 调 节 ， 包
括有 Ｂ ｓ拮 抗 剂 ｎ ｇ ｉ、ｈ ｒｉ 、ｏｌ ｔｔ ＭＰ ｏ ｇｎ ｃ ｏ ｄｎ ｆｌｓａｉ ｉ ｎ等
生物传递信息的方式和机制
生物传递信息的方式和机制生物传递信息是生命活动中的一个重要方面，是生物体进行正常生理功能的基础。
生物信息传递的方式和机制涉及多个层面，包括分子层面、细胞层面、组织层面和器官系统层面等。
本文主要从这些层面探讨生物传递信息的方式和机制。
1. 分子层面生物体内信息的传递主要依靠分子信号。
分子信号包括激素、神经递质、细胞因子等。
这些分子信号通过与特定的受体结合，引发细胞内的信号转导，从而实现信息的传递。
1.1 激素传递激素是一种重要的分子信号，由内分泌腺分泌，通过体液运输到达靶细胞，与受体结合后引发细胞内的生物效应。
激素传递具有慢、远、持久的特点。
1.2 神经递质传递神经递质是神经元之间传递信息的化学物质，通过突触前膜释放，作用于突触后膜的受体，引发神经冲动的传递。
神经递质传递具有快、近、暂时的特点。
1.3 细胞因子传递细胞因子是一类具有调节细胞生长、分化和死亡的分子信号，主要由免疫细胞分泌。
细胞因子通过结合特定的受体，调控细胞内的信号通路，实现信息的传递。
2. 细胞层面细胞层面的信息传递主要涉及细胞间的直接接触和细胞膜上的受体-配体相互作用。
2.1 细胞间的直接接触细胞间的直接接触是通过细胞表面的蛋白质和糖蛋白实现的。
例如，细胞粘附分子（CAMs）参与细胞间的粘附和信号传递。
2.2 受体-配体相互作用受体-配体相互作用是细胞信号传递的重要方式。
配体是一种可以与受体特异性结合的分子，如激素、神经递质和细胞因子等。
受体与配体结合后，引发受体构象变化，进而激活信号传导途径。
3. 组织层面组织层面的信息传递主要通过细胞间的信号网络实现。
这些信号网络包括细胞外基质（ECM）、细胞间隙连接和神经网络等。
3.1 细胞外基质细胞外基质是一种复杂的网络结构，由多种蛋白质和多糖组成。
细胞外基质参与细胞附着、移动和分化，并通过信号分子调控细胞行为。
3.2 细胞间隙连接细胞间隙连接是一种特殊的蛋白质通道，连接相邻细胞的质膜。
细胞信号传导简介
信号转导的两种基本模式
一、接触依赖信号：细胞间有直接接触 通过细胞间隙连接通道，让离子或代谢物直
接穿过 通过信号发送细胞的膜表面蛋白与靶细胞膜
表面的受体蛋白结合
二、分泌信号分子： 内分泌 旁分泌 自分泌 神经元突触
7
内分泌：近或远距离细胞间的信号传递 信号分子在血液或组织液中浓度很低（10-12～10-9M）
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G蛋白
GTP结合蛋白，通过与GTP/GDP结合状态的 转换来调控活性的蛋白。
分为多亚基G蛋白（经典G蛋白、大G蛋白） 和单体小分子量G蛋白两类。
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经典G蛋白
与G蛋白偶联受体连接的异源三体G蛋白，有a、 b、γ 三个亚基组成。
a亚基含有鸟苷结合位点，且具有内源性GTP酶 活性；
b、γ 两个亚基紧密连接
如：白细胞介素（IL）、干扰素（IFN）、肿瘤坏死因 子（TNF）等；
特点：其受体本身都不具有激酶活性
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细胞外界因子/信号
激素：由远离靶器官的各种特殊内分泌细胞 分泌，随血液运输到身体各部位。
根据化学组成可分为甾体类激素（类固醇）和 肽激素。
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细胞外界因子/信号
甾体类激素（亲脂性） 如：性激素 糖皮质激素（调节蛋白质、糖、脂类代谢） 盐皮质激素（调节体内盐平衡）
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经典G蛋白
G蛋白两种构象：活化 型（与GTP结合）、非 活化型 （与GDP结合）
活化过程为G蛋白循环
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经典G蛋白通路---PKA途径
效应分子---腺苷酸环化酶（AC） 有的a亚基（ as）可以激活AC 有的a亚基（ ai）可以抑制AC
第二信使---cAMP AC能催化ATP生成环状AMP（ cAMP ）
缝隙连接及脑组织中缝隙连接通讯的研究进展
Ｅ，Ｋ舢眦ｍ Ｍ，Ｋａｔ０ Ｆ．Ａｌｔｅ删撕蚰ｄｇａｐ—ｊ岫ｃｔｉ∞一Ｉ静
殂
１●－１Ｊ
王建平，曹亚芹，苏恰凡等．癫痫幼鼠海马和顾叶皮质区缝 隙连接蛋白４３和突触体索表达的变化［Ｊ］．中国实用神经疾 病杂志，２００８，ｌｌ（９）：９
谳ｒ舢班∞ｄ呻［Ｊ］．舢赫城，猁，％（３）：鲫
［２］ 性研究［Ｊ］．中华神经外科疾病研究杂志，加咂。７（３）：∞１ 白质调控因子［Ｊ］．医学综述，２００６．２：１９５
ｋＤ和直径＜１．５岫，诸如
水分子、氨基酸、短肽、相关的离子（Ｃ１．、Ｎａ＋、Ｋ＋及ｃａ２＋）、 第二信使（ｃＡＭＰ、ＩＢ等）、代谢产物、一些营养物质等］自由 通过，其意义在于相邻的细胞可以共享小分子物质，由此可 以快速和可逆地促进相邻细胞对外界信号的协同反应，在细 胞生长、分化及维持内稳态等方面有重要作用¨Ｊ。 连接子是一个多基因家族，自１９８６年第一个Ｃｘ被克隆 出至今，现已确定小鼠有２０种，人类有２１种ｐＪ。ＧＪ既可由 同型Ｃｘ组成，也可由异型ｃｘ组成，前者称同源性通道（ｈ０－
ｓｙｇＩｅｍ［Ｊ］．Ｐｍｇ陀鲳ｉⅡＢｉｏｐｈｙ８ｉｃ８
Ｍｏｌｅｃ山ｒ
Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００７，９４：２０ｒ７
细胞渗透压的调节。Ｎａｌ【ｌ龇等¨副发现杂合子ｃｘ４３基因敲除
小鼠和特异性星形胶质细胞Ｃｘ４３基因敲除小鼠在局部缺血 后均比正常鼠脑损伤更重；而在脑卒中动物模型中发现，缺氧 时脑Ｃｘ４３的表达增强且ＣＪＩＣ增强对脑有保护作用。Ｎｃ．ｄｉｎ 等¨引发现阻断体外培养并抑制ＡＴＰ形成建立起来的低代谢 海马胶质细胞模型的ＧＪ时，细胞内Ａ１１Ｐ水平降低是通过阻延 Ａ１ｍ在细胞间运输，从而阻止凋亡在细胞间蔓延来实现的。与 凋亡的启动、Ｃａ２＋及Ｃ且ｓｐａ８ｅ家族基因（半胱氨酸蛋白酶）关系 都不大。Ｃｄｔｒｉ腿和Ｍａｒｔｊｎｅｚ啪１以荧光黄素法标记，观察到星 形胶质细胞置于含有９５％Ｎ：和５％ＣＯ：的无糖培养液中孵育 １５ⅡＩｉｎ仍有细胞间染料耦联，证实星形胶质细胞在缺血缺氧 几乎濒死的状态下ＧＪ仍处于开放状态，细胞问ＧＪＩＣ仍在进
大学细胞生物学考试(习题卷1)
大学细胞生物学考试(习题卷1)第1部分：单项选择题，共88题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]下列哪项不属于细胞衰老的特征？（ ）[南京师范大学2008研]A)原生质减少，细胞形状改变B)细胞膜磷脂含量下降，胆固醇含量上升C)线粒体数目减少，核膜内折D)脂褐素减少，细胞代谢能力下降答案:D解析:细胞衰老的特征之一是细胞色素颗粒沉积增多：如脂褐素在胞浆中沉积随老年化过程而增加，在肝细胞、肌细胞和神经细胞中的积聚更为明显。
2.[单选题]（ ）不是细胞表面受体。
A)离子通道B)酶联受体C)G蛋白偶联受体D)核受体答案:D解析:3.[单选题]一氧化氮受体是（ ）。
[南开大学2011研]A)G蛋白偶联受体B)鸟苷酸环化酶C)腺苷酸环化酶D)受体酪氨酸激酶答案:B解析:NO是种可溶性气体，可作为局部介质在许多组织中发挥作用，靶细胞内可溶性鸟苷酸环化酶（G-cyclase，GC）的激活是NO发挥作用的主要机制。
4.[单选题]物质进出细胞的过程中，需消耗能量，但不需要载体的一项是（ ）。
[南开大学2008研]A)根吸收矿质元素离子B)红细胞保钾排钠C)腺细胞分泌的酶排出细胞D)小肠对Ca、P的吸收答案:C解析:ABD三项，都是通过主动运输来实现，需要消耗能量，更需要特异性的载体的协助。
C项，腺细胞分泌通过胞吐作用，消耗能量，但不需要载体参与。
二、填空题5.[单选题]圆泡多出现在细胞有丝分裂的 （ ）A)晚期和G1期B)S期C)G2期6.[单选题]细胞膜的特定功能是由组成膜的哪类生物大分子决定的（ ）A)蛋白质B)脂类C)糖类D)核酸答案:A解析:7.[单选题]在下列细胞结构中不存在Ca2+-ATPase的是（ ）。
A)线粒体膜B)内质网膜C)细胞膜D)核膜答案:D解析:8.[单选题]卵磷脂又叫做( )A)磷脂酰胆碱B)磷脂酰乙醇胺C)磷脂酰丝氨酸D)鞘磷脂答案:A解析:9.[单选题]mRNA的分离操作前提是抑制（ ）A)DNA酶B)RNA酶C)乳酸脱氢酶D)苹果酸脱氢酶答案:B解析:10.[单选题]联会复合物完全形成时，同源染色体配对完成，这时的染色体称（ ）A)四价体B)二价体C)二分体D)一价体答案:B解析:11.[单选题]欲将一个5kb左右大小的外源基因片段导入某种植物细胞中去，首选的方法应为（ ）。
应力作用下骨细胞信号转导及调控作用研究进展
ｃ ａ 内流。Ａ ａｈ等 利用钙成像技术使用玻璃微 ｄｃｉ
针对鸡胚 中分离出来 的经单克隆抗体 Ｏ ７ 修饰过 Ｂ－ ３ 的单个骨细胞施加机械刺激 的研究 ， 证实力学刺激 轴突 比刺激胞体更能引起胞 内Ｃ ２ ａ 变化 ， 说明骨细 胞的轴突比胞体有更高的力学敏感性。
２２ Ｗ ｎ 信 号通路 ． ｔ
力 激 活 的 ＭＬ — ４ 胞 中高 表 达 ，ｉｌ 录 因子 的 ＯＹ 细 Ｚｃ 转 存 在 对 Ｔ ＦＬ Ｆ转 录 活 性 是 非 常 重 要 的 。 因 此 ， Ｃ ／Ｅ 从 细 胞 外 到 核 内一 系列 分 子 的变 化 对 骨 细 胞 响应
细胞 。骨骼的结构为骨细胞 提供 了一个动态 的可 流动的环境 ， 细胞周 围的液体作为一种载体在体循 环， 骨组织和细胞之间传递力学 的 ， 电的以及化学 的信号 。骨细胞对于力学研 究主要是对来 自流体 的各种力 ， 比骨组织其他类 型的细胞更敏感 。被认 为是骨组织 中机械应力 的主要感受器 。以往研究
［ 作者简 介］ 李雅平 （９ ０ ）女 ， １８ 一 ， 籍贯天津宝 坻 ， 在读研 究生 ， 师 ， 讲
主要从事骨生物力 学机制研究 。
［ 通讯作 者］ 闰玉仙 （９ ８ ） 女 ， 贯山西太 原 ， １６ 一 ， 籍 博士后 ， 教授 ， 士 硕 生导师 ， 主要从 事骨生物力学 机制研究 ， — ａ ： ｘ ９ ８ ＠ ２ ． ｒ Ｅ ｍ ｉｙ １６３ １６ ｏ 。 ｌｙ ｃｎ
［ 收稿 日期］０ １０ — ３ 修回 日期］０ １ ０ — １ ２ １－ １ ２ ；［ ２ １－ ５ ２
骨细胞位于矿化骨基质的骨陷窝内 ， 骨细胞及 其 陷窝一 骨小管组成了三维空 间的立体 网状结构 ， 生理活动施加于骨上 的应力可导致骨应变 、 电电 压 位、 骨小管内液体流动和流动 电位的变化 ， 骨细胞 可感受应力并将其转变为一定的生物学信号进而激 活骨塑建和重建过程。主要参与骨细胞力学信号转 导通路有Ｃ ２ ａ通道 、 ｔ Ｗｎ信号通路 、 Ａ Ｋ Ｍ Ｐ 通路等。
Wnt信号通路与骨细胞生物力刺激信号转导间的关系
Wnt信号通路与骨细胞生物力刺激信号转导间的关系Wnt信号通路是体内重要的信号调节系统之一，而骨细胞作为骨组织中最主要的应力感受细胞，受载后可引起其内部Wnt信号通路的快速激活，最终调节其基因表达，影响骨改建。
该激活过程受诸多调控因子的影响。
本文就Wnt信号通路与骨细胞生物力刺激信号转导间的关系，以及该信号转导过程中Wnt信号通路的调控因子等研究进展作一综述。
标签：Wnt信号通路；骨细胞；生物力刺激；信号转导The relationship between Wnt signaling pathway and mechanotransduction in osteocytesLi Xin, Zhu Zhimin.（Dept. of Prosthodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China）[Abstract]As one of the most important regulatory systems, Wnt signaling pathway is stimulated very quickly by biomechanical stimulation in osteocytes, which function as key mechanosensory cells in bone. The stimulating procedure is influenced by lots of factors and finally results in regulation of gene expression and bone remolding. This review concludes the research advances concerning the relationship between Wnt signaling pathway and mechanotransduction in osteocytes, and major regulatory factors on the pathway’s stimulation.[Key words]Wnt signaling pathway；osteocyte；biomechanical stimulation；signaling transduction生物力刺激对骨组织的生理病理过程具有重要的意义[1-2]。
骨细胞_吴浩
Abstract： The last decade has provided a virtual explosion of data on the molecular biology and function of osteocytes． Far from being the ″passive placeholder in bone″，this cell has been found to have numerous functions． Immured w ithin the lacunar-canalicular system，Osteocyte can sense mechanical loads，transform them into biological signals，and orchestrate bone remodeling through regulation of both osteoclast and osteoblast activity． The osteocyte also acts as an endocrine cell． It not only targets cells on the bone surface but also targets distant organs，such as kidney，parathyroid，and other tissues． This cell plays a role in both phosphate metabolism and calcium availability． M oreover，compared w ith the osteoblast and the osteoclast，the osteocyte is much longer-lived cell． Emerging evidence indicates that signals arising from apoptotic and old / or dysfunctional osteocytes are seminal culprits in the pathogenesis of bone diseases． Therefore，w ith a better understanding of the role and actions of osteocytes，w e have a chance to get the new therapeutic targets for the treatment of bone diseases． The review briefly demonstrates some new information of osteocyte in fields of mechanosensing，bone remolding，endocrine regulation，and cell viability． Ke y words： Osteocytes； M echanosensory； Bone remolding； Endocrine regulation； Osteocyte viability
骨折的修复
骨折修复的研究进展骨折愈合是一个极其复杂的生物学修复过程，而且受到许多因素的影响。
尽管目前AO钢板和交锁髓内钉的广泛应用，使骨折治愈率有所提高，但仍有约5%~10%的骨折因各种原因发生骨折延迟愈合和不愈合。
特别是开放性骨折，其骨折不愈合发生率高达5%~17%。
因此，如何促进骨折愈合一直是骨科领域研究的热点，如电刺激、超声波及BMP诱导成骨等研究均取得了一定的成效。
随着人们对骨折愈合研究的深入，对骨折的基础研究和治疗业已进入了分子生物学时代，然而，有关骨折愈合的细胞学和分子生物学机理尚未完全明了。
因此，这些新的理论和技术尚不能完全解决骨折的临床治疗所面临的所有问题。
对骨科医师来说，正确合理地选择骨折的治疗方案，尽可能降低骨折延迟愈合及不愈合的发生，就必须了解骨折愈合过程、愈合方式、骨折愈合影响因素等方面的新理论，以指导临床实践。
第一节骨折愈合方式［骨的结构和组成］骨主要由骨细胞和细胞外基质组成。
骨基质中包含的骨矿物质，具有很强的抗压缩和抗压能力。
骨基质的组成主要是I型胶原，它不但使骨质坚硬而且使骨有一定的弹性。
骨膜覆盖于骨的表面，参与了骨折修复的过程，它包含了两层结构，外层为纤维层，内层为富含细胞和血运的生长层。
婴儿和儿童的骨膜比成人厚，且血运好，因此在骨折修复的过程显得十分活跃。
骨组织中存在良好的血供、神经和淋巴回流。
骨组织在形态上可以分成皮质骨和松质骨。
长骨干基本为皮质骨组成，长骨的干骺端、短骨以及扁平骨的骨皮质非常薄，基本上为松质骨组成。
这种组织结构分布上的差异使骨折愈合的方式有所不同。
编织骨也称为未成熟骨，板层骨即为成熟骨，它们的机械特性和生物学特性彼此不同。
骨折修复最初是先形成编织骨，而在骨折塑形时被板层骨所替代。
与板层骨相比，编织骨的基质胶原排列紊乱，骨矿化分散且不规则，在X 片中容易与板层骨相区别。
由于编织骨的胶原排列紊乱、骨矿化不规则以及含有较多的细胞和水份，因此编织骨的内在强度和硬度比板层骨低且受力后易发生形变。
间隙连接研究进展
间隙连接研究进展冯全义;吴泽志;蔡绍皙;李苹;陈秀丽;张秀真【期刊名称】《国际生物医学工程杂志》【年(卷),期】2004(027)005【摘要】间隙连接通道是细胞间直接进行物质交流的惟一的膜通道结构.它在细胞间信号传递,物质交流等方面都起着重要的作用.构成间隙连接通道的蛋白亚基为间隙连接蛋白(connexin).本文就目前已检测到的间隙连接蛋白的种类,间隙连接蛋白的基因突变与疾病的关系,检测间隙连接通讯的常用方法,间隙连接通道的调控机制及间隙连接对肿瘤细胞的影响作一综述.【总页数】5页(P297-301)【作者】冯全义;吴泽志;蔡绍皙;李苹;陈秀丽;张秀真【作者单位】重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044;重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044;重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044;重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044;重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044;重庆大学生物工程学院,教育部生物力学与组织工程重点实验室,400044【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.间隙连接蛋白43在缺血性脑卒中的作用及其研究进展 [J], 于伟伟;金海强;南丁;黄一宁2.间隙连接蛋白43在口腔鳞状细胞癌中的研究进展 [J], 周丽娟3.间隙连接蛋白43在口腔鳞状细胞癌中的研究进展 [J], 周丽娟（综述）;谢思明（审校）;4.细胞间隙连接蛋白43在骨质疏松领域研究进展 [J], 李昊天;邱涛;陈超5.间隙连接蛋白Connexin 43介导的胶质瘤替莫唑胺耐药研究进展 [J], 覃虹锟;桂艳萍;王亚菁;赵丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
东南大学农学院2021级《细胞生物学》考试试卷(1842)
东南大学农学院2021级《细胞生物学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（35分，每题5分）1. 极微管头对头连接，因此从一个纺锤极到另一个纺锤极是连续存在的。
（）答案：错误解析：极微管末端相互重叠并通过将微管之间跨接起来的蛋白质而相互连接。
2. 经冷冻蚀刻技术处理后的样品，在电子显微镜下所观察到的图像是样品本身所形成的。
（）答案：错误解析：在进行碳喷镀后，样品更为重要被消化液消化，电镜所观察的是剩下的碳膜及其构成的金属颗粒，所得到的图像并非有样品本身直接形成。
3. 分开的染色体分别向细胞两极运动主要是通过着丝点微管的负端的不断解聚而实现的。
（）答案：错误解析：染色体分离机制：①后期A：动粒微管逐渐变短，将基因型移向两极。
动粒微管的缩短，是由于动粒端线粒体蛋白解聚造成的，蛋白解聚又是由于dynein蛋白拖着动粒盘向着极部运动引致的。
②后期B：极性微管不断增长，而使两极间距离逐渐拉长。
在后期B，Kinesin蛋白与来自一端细胞器的极性微管结合，同时与来自另一端的极性微管搭桥，当Kinesin蛋白带着连接的微管沿着另一根微管向着正极运动时，可使两根微管之间产生相互滑动，由此使两极间的距离逐渐变长。
4. 膜周边蛋白与生物膜结合比内在膜蛋白更紧密。
（）答案：错误解析：内在膜蛋白与生物膜结合更紧密。
5. 亚显微结构即超微结构。
（）答案：正确解析：亚显微结构又称胎釉。
指在普通光学显微镜下观察不能分辨的细胞内各种微细结构。
6. 内分泌是细胞对自身分泌的物质产生反应。
（）答案：错误解析：内分泌是由无腺体产生的一种或几种激素，直接分泌到血液中，通过血液循环运输到靶细胞，促进其生理、生化应答的现象。
7. 原核细胞中只含一个DNA分子。
（）答案：错误解析：除DNA外还有质粒DNA分子2、名词解释（40分，每题5分）1. 胞质分裂答案：胞质分裂是指在细胞分裂有丝分裂末期时，通常于核分裂之后接着发生的胞质体的分裂。
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的进一步研究与组织工程关系的启示O 关键词:连接蛋白;骨细胞;成骨细胞分化;流体流动;力学传导中图分类号:R 318.04文献标识码:A文章编号:1001-1110(2003D 03-0108-05Gap j unctions of bone cell and biophysical signals transductionsCUI Liao ,C-EN -uai -ging(Institute of Biomedical Engineering ,West China Center of Medical Science ,Sichuan University ,Chengdu 610041,China DAbstract :Biomedical signals ,especially mechanical loading plays an important role in the regulation of bone turnover .-owever ,what is the mechanism and the downstream responses of bone cells to load -induced signals is unclear .This re-view suggests that the gap junctional intercellular communication (GJIC D contributes to mechanotransduction in bone and to the regulation of bone cell differentiation by biophysical signals .Moreover ,an implication of an integrated cell network essential for propagation of signals was indicated while biomaterial -osteoblasts co -culture is studied .Key words :connexins ;osteocyte ;osteoblastic differentiation ;fluid flow ;mechanotransduction收稿日期:2002-06-18骨组织是独一无二的器官,除参与机体的代谢外,其首要功能是满足机体的生物力学需要O 然而坚硬的骨组织并不只是简单载重,而是负重后或/和负重撤除后可产生复杂的功能变化[1],如电磁场~底物变形或切应力引起微管流体流动,在骨组织内可导致一个复杂的非一致性的生物物理环境,引起骨生长或是骨丢失[2]O 此时骨组织中的细胞成分肩负接受和传递信息的任务O 已知细胞间联系方式除通过化学信号传递(化学信息分子D ~突触传递(细胞膜结合信息分子D 外,还有细胞间的间(裂D 隙连接传递O 实验显示,当骨细胞-成骨细胞组成网络时对信号反应的敏感性大大超过作为独立细胞的反应的总和[3],提示骨组织中的间隙连接细胞内通讯(gap junction intracellular communication ,GJIC D 在信号的整合和放大中起重要作用O801 国外医学生物医学工程分册2003年第26卷第3期1骨细胞-成骨细胞网络与间隙连接成骨细胞分化成熟过程中分泌骨基质后便埋于当中随后骨基质进行矿化成骨细胞则成为骨细胞G骨细胞仍然表达特殊膜蛋白通过膜延伸形成很多突起其突起在分化成熟中形成丰富的微丝它们与另一个骨细胞的突起接触形成了间隙连接(gapjunction GJ)G骨表面的成骨细胞和骨衬细胞也可通过间隙连接与骨细胞相连形成一个细胞网络散布于整个骨基质中G最近kamioka[4]用共聚焦激光扫描(CLS)显微镜和差动干扰相差显微镜(differentialinterference contrast microscopy DIC)观察了鸡颅骨厚片骨细胞突起的三维结构用OB7.3单克隆抗体免疫荧光组化方法发现骨组织具有丰富的广泛向成骨细胞层伸展的突起并首次发现这些突起可延伸至成骨细胞层的血管表面G由于他采取了骨厚片法因此可深入20pm深的骨组织进行观察用形态计量方法算出突起相连的频率一个包埋在类骨质的骨细胞伸出26根突起并与约6个成骨细胞相连提示骨细胞间可通过这些连接进行着复杂的网络性交流G显然骨细胞网络的形成间隙连接是必不可少的G间隙连接是由两个细胞之间或两个细胞的突触相连组成的跨膜通道(membrane-spanning chan-nel)可允许Ca2+~肌醇磷脂~环核苷酸等小于1kDa 的小分子通过G Makowski等[5]早年提出间隙连接通道的模型是每个间隙连接分别由来自两个细胞的连接小体(connexon)组成每个connexon又由6个连接蛋白(connexin Cx)组成后者排列成环状而形成通道可对各种细胞内信号的反应产生开和关的功能G根据分子量不同在哺乳类动物中至少已发现14种连接蛋白其中Cx43是骨细胞间隙连接的主要连接蛋白[6]也可检测到少量的Cx45和Cx46[7]并已证明间隙连接上的Cx43是成骨细胞与骨细胞~骨细胞合胞体的关键耦合器[2 8]G Shapiro 等[9]用透射电子显微镜(TEM)观察到间隙连接的形态是多样化的有线形~柱形~曲线形~卵圆形和环形等其中线形间隙连接连至成骨细胞曲线~柱状和卵圆形的间隙连接连至类骨质中的成骨细胞线形和环形的间隙连接主要连于骨细胞之间G这些形态各异的间隙连接反映了连接蛋白在执行功能时可能发生分子重组和转移从而调节复杂的功能G 成骨细胞上有甲状旁腺素受体(PTH-R)成骨细胞对PTH的反应性是功能表现之一那么间隙连接对PTH的反应性也反映间隙连接的功能G研究发现缺乏恒定表达Cx43间隙连接的成骨细胞比正常成骨细胞对PTH的应答要弱得多[10]G在成骨细胞组装的特定时刻只有少部分细胞对PTH发生反应例如由于细胞周期或分化的不同时期每个细胞PTH受体的多少有很大差异G Civitell[3]证实在组建的成骨细胞个体约有30%对PTH产生反应对PTH的反应可通过间隙连接交流使得到的综合效应大大超过每个细胞单独反应的总和而当间隙连接损害时只有单个细胞对PTH产生反应其反应总和要少于具有完整间隙连接结构所连接的成骨细胞作出反应的总和G研究发现PTH通过在增强子和3'-UTR非转录区的mRNA序列上调Cx43mR-NA表达PTH反应序列存在于Cx43增强子和3'-UTR端是一种转录和转录后途径调节[11]G说明PTH通过调节Cx43的表达从而调节间隙连接在细胞信号传递和整合中的作用G2生物物理信号在间隙连接的传递骨细胞和骨基质之间存在着狭缝(lacunea)这些腔隙内充满了液体当由切应力(stress)~底物变形(substrate deformation)等力学信号传入时可引起微管流体流动(canalicular fluid flow)作用于骨细胞从而介导力学信号传导(mechanotrans-duction)[2 8]G流体流动假说已得到多数实验的支持如体外实验观察到流体流动可引起细胞内第二信号分子cAMP[12]~Ca2+[13]~PGE[14]2和NO[15]等的释放从而引起细胞效应G Hang等[13]证明流动电势(其相应的电流)并不影响Ca2+流动反应但恒定微管流体流动引起细胞浆内Ca2+浓度增加G生理水平的底物变形不引起Ca2+浓度增加而生理水平的微管流体流动可引起Ca2+浓度增加和骨桥蛋白(osteopon-tin)mRNA表达增加G这些实验表示骨细胞和成骨细胞对微管流体流动都产生反应G由于骨细胞的这种对稳态的或脉冲的微管流体流动形成在体内不易进行Jacobs[16]用一种振荡(oscillating)的微管流体流动理论模型来预测很可能发生于体内成骨细胞引起的Ca2+浓度增加进一步证实生理条件下微管流体流动的作用G微管流体流动在体外确实对骨细胞和成骨细胞产生作用然而什么机制使这些信号在骨细胞和成骨细胞间的整合和放大起作用还不很清楚因而必-901-国外医学生物医学工程分册2003年第26卷第3期须了解位于骨组织之内和周围的细胞网络是怎样对生理环境产生感受和反应的O骨组织要整合和放大复杂物理信号9例如机械负载或因其功能引起的微管流体流动9首先应具备探测到信号的结构9并将信号传递到其他细胞9然后引起效应O因此9骨细胞是最合适的信号接受器O然而骨细胞深埋在离成骨细胞一定距离的骨基质中9所以间隙连接形成的细胞网络就显得非常重要O进一步说9骨细胞之间和成骨细胞之间通讯的机制不仅只是使之解剖地联接在一起9而是要使物理信号传导与体内生物因素(如激素D调节起交流和整合作用9从而体现物理和生物因素对骨转换之间相互作用的联系O因此骨细胞-成骨细胞网络的GJIC9作为一种力学感知和传递系统9在这种情况下就起到理想的综合器作用O为观察GJIC在物理信号传递中的潜在作用9有学者用V/cm~30~Z生理强度的电磁场分别刺激正常的和缺乏间隙连接的ROS17/2.8细胞9发现当间隙连接存在时9电磁场刺激会促使成骨细胞分泌碱性磷酸酶(AKP D9说明间隙连接的完整性有利于电子信号的传递O由于研究物理生物信号在骨细胞和间隙连接之间是否功能地联在一起时9手段受到了限制9原因是从人类(哺乳类D分离骨细胞比较困难O目前9由于建立了MLO-Y4细胞系[17]9使研究有所进展O MLO-Y4是从系列胶原酶消化的转基因小鼠长骨培育而成9这种转基因小鼠过度表达SV-40大T抗原9通过控制骨钙素启动子而建立具有骨细胞功能表达的细胞系O这些细胞具有树突样突起并表达骨桥蛋白~Cx43~神经抗原P44~相对少量I 型胶原(比成骨细胞少D~高表达骨钙素(比成骨细胞多D和少量AKP(比成骨细胞少D O YelloWley等[18]用两种细胞共培养(co-culture D方法9其中MLO-Y4 (骨细胞D表达大量Cx43mRNA及其产物Cx439低AKP活性9另一种细胞MC3T3-E1(成骨样细胞D表达高AKP活性9在监测机械变形(mechanical defor-mation D对两种细胞是否通过间隙连接传递信号时9向骨细胞注入荧光黄素9如果发生转移则证明有间隙连接与之相连;测定骨细胞MLO-Y4与成骨细胞(MC3T3 E l D的间隙连接通路9则通过钙敏感荧光染色Fura-2监测9这种双荧光技术可监测到细胞活动时的信号转移O实验显示9当机械变形信号刺激共同培养的单个骨细胞膜时9钙从骨细胞流到成骨细胞的量(双荧光D增加9并与Cx43的表达相平衡9 Cx3表达增加促使钙流动增加O Cheng等[19]在最近的实验中发现9用平板流动室作为流体流动9对MLO-Y4细胞施加机械应力9结果引起细胞树突增长9使原只有30%的Cx43重新分布9并观察到间隙连接处于开放形态9随着刺激时间延长9Cx43表达增加O Su等[20]测定了实验性牙颌运动引起的压缩力对骨细胞的作用9用多克隆(polyclonal D抗Cx43抗体的抗生物素蛋白过氧化酶免疫染色技术9观察到作用后的骨细胞Cx43表达明显高于非受力组颌骨模型O实验显示间隙连接不仅使力学信号可以交流9而且力学信号可通过上调连接蛋白的表达和功能9通过GJIC而影响到细胞自身的功能O3GJIC与成骨细胞分化调节细胞依赖GJIC的一个特殊的功能就是细胞分化9特别是肌肉骨骼系统O体内实验证明[21]9GJIC参与由和细胞信号突触有关的小鼠肢牙和骨骼的发生发展;还参与鸡颌骨膜内成骨的发展;大鼠肌腱细胞在不同的分化阶段其Cx43的表达各不相同O采用Cx43基因缺失的小鼠研究9发现其膜内成骨遭到损害9成骨细胞的成熟受到障碍[22]9提示间隙连接对体内成骨细胞分化起重要的作用O体外实验也证明间隙连接在骨细胞分化中的作用O Chiba等[23]证明在人成骨细胞分化中9Cx43的表达与碱性磷酸酶(AKP D和骨钙素(oSteocalcin D的分泌相平行;间隙连接缺乏的ROS17/2.8细胞中9标致成骨细胞成熟的PT~应答敏感性降低[10]; Cx43缺乏的小鼠其颅骨成骨细胞的GJIC消失9 AKP活性减弱9并缺乏形成矿化的骨结节[22]O最近Donahue[24]的研究显示hFOB1.19(人胚成骨细胞D 细胞的分化与Cx43功能表达平衡9阻断GJIC则降低这些细胞的AKP活性9增加Cx43的表达可引起成骨细胞的增殖和分化[25]O因此9体内外实验证明了GJIC参与成骨细胞的分化成熟和功能表达O 生物物理信号导致Cx43的表达9而Cx43的表达与细胞分化密切相关9在对于物理信号如何偶联产生生物信号从而调控细胞的分化9目前研究多在第二信使Ca2+~cAMP以及产生局部促骨合成激素PGE2方面O Romanello[27]则在最新研究中探讨cAMP作为第二信使途径9在细胞与细胞间偶联引起复合物而调节成骨细胞分化的机理O实验指出9增加cAMP水平引起人~OBIT成骨细胞Cx43后转录修饰和增强间隙连接的组装9并导致荧光黄素功能性渗透和发生细胞间胞浆Ca2+波传递9这种作用011国外医学生物医学工程分册2003年第2 卷第3期伴随AKP 活性降低而骨钙素的表达增高O 此外,Cheng 等 14]提出在受到机械压力作用后,PGE 2在间隙连接介导的细胞间交流起信息传递作用:机械压力引起微管流体流动使Cx 43表达增加,但微管流体流动撤除后,其表达仍然持续增加,说明有另一生物因子参与作用O 实验发现微管流体流动增加PGE 2的释放和增加环氧化酶的表达,如果用环氧化酶抑制indomethacin 抑制PGE 2的合成,则微管流体流动只有部分增加PGE 2的释放O 外源性PGE 2也可引起与施加流体流动的效果,说明内源性PGE 2的合成与释放对机械刺激应答起信息交流和放大作用,而PGE 2是成骨细胞分化和合成骨基质的强烈刺激剂O 因此,生物物理信号调节GJIC ,通过GJIC 而调节细胞的分化O图1骨细胞间隙连接和细胞外信号传导4结语成骨细胞和骨细胞具有功能性间隙连接,并且使它们之间互相交流O 结合实验研究证据,提示GJIC 提高骨组织细胞网络对各种细胞外信号包括物理(电磁场,切应力,流体流动等D 和生物(激素~细胞因子D 信号的敏感性O 生物物理信号对细胞分化有潜在调节作用,其机制可能在很大程度上涉及GJIC 的介导(图1总结GJIC 细胞网络执行功能的假说 21]D O 因此间隙连接功能的成熟可能决定了成骨细胞执行骨合成功能的有效性O 在今天,骨组织工程研究已深入到用成骨细胞的种子细胞如胚胎干细胞或骨髓基质细胞同物理材料组合培养,诱导成骨,制造出具有生物相容性和可修复材料,这种体外生成的骨组织复合体是否也具有与体内相似的细胞网络呢 诚然,使这种组合有效的先决条件是成骨细胞是否 贴附s 于材料上并执行成骨功能O 影响成骨细胞是否 贴附s 的因素有很多,其中间隙连接的形成以及其介导的GJIC 对成骨细胞贴附s 同样起重要作用 27],如果说成骨细胞分泌骨基质是生产 零件s,而GJIC 则是 组装s 的总调度,使 零件s 应用行之有效O 因此,在研究生物骨材料时不能忽略了GJIC 的作用O参考文献:1]Jee WSS .Principles in bone physiology J ].J Muscu-loskel Neuron Interact ,2OOO,1:11-13. 2]Duncan RL ,Truner C~.Mechanotransduction and thefunctional response of bone to mechanical strain J ].Calcif Tissue Int ,1995,57:344-358. 3]Civitelli R ,Fujimori A ,Bernier SM ,et al .~eterogen -eous intracellular free calcium response to parathyroidhormone correlate with morphology and receptor dis-tribution in osteogenic sarcoma cells J ].Endocrinolo-gy ,1992,13O:2392-24OO.4]Kamioka ~,~onjo T ,Yamamoto TT .A three -dimen-sional distribution of osteocyte processes revealed by the combination of 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promoter收稿日期:2002-07-08基金项目:国家自然科学基金资助项目(30070278;39970275)211国外医学生物医学工程分册2003年第26卷第3期骨细胞间隙连接与物理-生物信号传导研究进展作者：崔燎， 陈槐卿作者单位：四川大学华西医学中心生物医学工程研究室,四川,成都,610041刊名：国外医学(生物医学工程分册)英文刊名：FOREIGN MEDICAL SCIENCES (BIOMEDICAL ENGINEERING FASCICLE)年，卷(期)：2003,26(3)被引用次数：4次参考文献(27条)1.Jee WSS Principles in bone physiology 20002.Duncan RL;Truner CH Mechanotransduction and the functional response of bone to mechanical strain [外文期刊] 19953.Civitelli R;Fujimori A;Bernier SM Heterogen-eous intracellular free calcium response to parathyroid hormone correlate with morphology and receptor distribution in osteogenic sarcomacells[外文期刊] 19924.Kamioka H;Honjo T;Yamamoto TT A three-dimensional distribution of osteocyte processes revealed by the combination of confocal laser scanning microscopy and differential interference contrast microscopy[外文期刊] 2001(02)5.Makowski L;Caspar DL;Phillips WC Gap junction structures.Ⅱ.Analysis of the x-ray diffraction data 19776.Nedergaard M Direct signaling from astrocytes to 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and biophysical regulations of bone cell differentiations[外文期刊] 200022.Lecanda F;Warlow P;Halstead LR Imparied intramembranous bone formation in connexin 43 null mice [外文期刊] 1998(zk)23.Chiba H;Sawada N;Oyamada M Relationship between the expression of the gap junction protein and osteoblast phenotype in human osteoblastic cell line during cell proliferation[外文期刊] 199324.Donahue HJ;Li Z;Zhou Z Differentiation in human fetal osteoblastic cells is partially dependent on gap junction intercellular communication 200025.Gramsch B;Gabriel HD;Wiemann M Enhancem-ent of connexin 43 expression increase proliferation and differentiation of an osteoblast-like cell line[外文期刊] 2001(02)26.Romanello M;Moro L;Pirulli D Effects of cAMP on intercellular coupling and osteoblast differentiation[外文期刊] 2001(05)27.Anselme K Osteoblast adhesion on biomaterials[外文期刊] 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