Journal of Cellular Physiology

High mobilitygroupbox 1 (HMGB1) is a chromatin protein that acts as an immunomodulatory cytokine upon active release from myeloid cells. HMGB1 is also an alarmin, an endogenous molecule released by dying cells that acts to initiate tissue repair. We have previously reported that osteoclasts and osteoblasts release HMGB1 and release by the latter is regulated by parathyroid hormone (PTH), an agent of bone remodeling. A recent study suggests that HMGB1 acts as a chemotactic agent to osteoclasts and osteoblasts during endochondral ossification. To explore the potential impact of HMGB1 in the bone microenvironment and its mechanism of release by osseous cells, we characterized the effects of recombinant protein (rHMGB1) on multiple murine bone cell preparations that together exhibit the various cell phenotypes present in bone. We also inquired whether apoptotic bone cells release HMGB1. rHMGB1 enhanced the RANKL/OPG steady state mRNA ratio and dramatically augmented the release of tumor necrosis factor‐alpha (TNFα) and interleukin‐6 (IL6) in osteoblastogenic bone marrow stromal cell (BMSC) cultures but not in the calvarial‐derived MC3T3‐E1 cells. Interestingly, rHMGB1 promoted GSK‐3beta phosphorylation in MC3T3‐E1 cells but not in BMSCs. Apoptotic bone cells released HMGB1, including MLO‐Y4 osteocyte‐like cells. MLO‐Y4 release of HMGB1 was coincident with caspase‐3 cleavage. Furthermore, the anti‐apoptotic action of PTH on MC3T3‐E1 cells correlated with the observed decrease in HMGB1 release. Our data suggest that apoptotic bone cells release HMGB1, that within the marrow HMGB1 is a bone resorption signal, and that intramembraneous and endochondral osteoblasts exhibit differential responses to this cytokine. J. Cell. Physiol. 214: 730–739, 2008. © 2007 Wiley‐Liss, Inc.

Ung thư đại trực tràng (CRC) vẫn là một trong những loại ung thư phổ biến và nguy hiểm nhất. Hệ vi sinh vật đường ruột đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và góp phần vào một số chức năng của đường ruột, bao gồm sự phát triển của hệ miễn dịch niêm mạc, hấp thụ các đại phân tử phức tạp, tổng hợp các axit amin/vitamin và bảo vệ chống lại các vi sinh vật gây bệnh. Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy sự thay đổi hoặc rối loạn vi sinh vật đường ruột có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự khởi phát và thúc đẩy các con đường viêm mãn tính, đồng thời dẫn đến những biến đổi di truyền và epigenetic sâu sắc gây ra loạn sản, sự mở rộng dòng tế bào và chuyển hóa ác tính. Vi khuẩn probiotics có hoạt tính chống khối u với nhiều cơ chế khác nhau như các cơ chế sinh lý và miễn dịch không đặc hiệu. Bài báo này đánh giá các tác động của vi sinh vật và probiotics trong các thử nghiệm lâm sàng, các nghiên cứu trong ống nghiệm và mô hình động vật đã khảo sát cách probiotics ngăn chặn sự phát triển của ung thư, đồng thời thảo luận về các cơ chế điều chỉnh miễn dịch có thể xảy ra. Nhiều cơ chế ảnh hưởng đến sự thay đổi của vi sinh vật đường ruột; vô hiệu hóa các hợp chất gây ung thư; cạnh tranh với vi sinh vật gây putrefactive và gây bệnh; cải thiện phản ứng miễn dịch của chủ thể; tác động chống tăng trưởng thông qua sự điều chỉnh của quá trình chết tế bào và phân hóa tế bào; lên men các thực phẩm không tiêu hóa; ức chế tyrosine kinase; giảm thiểu các biến chứng đạo đường tiêu hóa trước và sau phẫu thuật ung thư đại tràng và cải thiện tiêu chảy, đồng thời có khả năng tạo ra sự toàn vẹn của niêm mạc ruột và có tác dụng kích thích lên hệ miễn dịch toàn thân, giúp ngăn ngừa di căn CRC. Nghiên cứu từ các thử nghiệm lâm sàng khuyến khích những phát hiện rằng hỗ trợ vai trò của probiotics trong việc phòng ngừa CRC và cải thiện tính an toàn cũng như hiệu quả của liệu pháp ung thư, mặc dù vẫn cần thêm nghiên cứu lâm sàng.

Betaine và proline bảo vệ các phôi chuột tiền cấy ghép khỏi tình trạng tăng độ thẩm thấu và giảm thể tích tế bào, điều này ngụ ý rằng chúng có thể hoạt động như các osmolyte hữu cơ. Tuy nhiên, hệ thống vận chuyển trung gian cho sự tích tụ của chúng trong trứng đã thụ tinh và các phôi sớm vẫn chưa được biết đến, và các b transporter osmolite hữu cơ đã được xác định trước đó cũng không thể giải thích cho việc vận chuyển của chúng. Ở đây, chúng tôi báo cáo rằng có một thành phần vận chuyển riêng biệt có thể bão hòa được chia sẻ bởi betaine và proline trong các phôi chuột 1 tế bào. Một loạt các chất ức chế có tác động gần như giống hệt nhau lên sự vận chuyển của cả betaine và proline qua hệ thống này. Ngoài ra, các giá trị K_i cho sự ức chế đối kháng của việc vận chuyển betaine và proline khoảng 100–300 µM, tương tự như giá trị K_m (khoảng 200–300 µM) cho sự vận chuyển của chúng, và cả hai có tốc độ vận chuyển tối đa (V_max) tương tự. Các giá trị K_i cho sự ức chế việc vận chuyển betaine và proline bởi dimethylglycine cũng tương tự (khoảng 2 mM), càng củng cố thêm việc cả hai cơ chất được vận chuyển thông qua một hệ thống vận chuyển duy nhất. Cuối cùng, việc vận chuyển betaine và proline đều cần Na⁺ và Cl⁻. Các dữ liệu này nhất quán với một hệ thống vận chuyển betaine/proline đơn lẻ, yêu cầu Na⁺ và Cl⁻ trong các phôi chuột 1 tế bào. Trong khi betaine chỉ được vận chuyển qua một hệ thống bão hòa duy nhất, chúng tôi tìm thấy một lộ trình vận chuyển proline bổ sung, ít dễ nhận ra hơn, không nhạy cảm với betaine, nhạy cảm với Na⁺, và bị ức chế bởi alanine, leucine, cysteine và methionine. Hơn nữa, chúng tôi đã chứng minh rằng betaine, giống như proline, có mặt trong vòi trứng chuột và do đó có thể hoạt động như một cơ chất sinh lý. Cuối cùng, sự tích tụ của cả betaine và proline gia tăng với tình trạng tăng độ thẩm thấu, nhất quán với vai trò khả năng của chúng như các osmolyte hữu cơ trong các phôi sớm. J. Cell. Physiol. 210: 266–277, 2007. © 2006 Wiley‐Liss, Inc.

Rối loạn chức năng nội mô và sự giảm khả dụng nitric oxide đã được liên quan đến cơ chế phát sinh bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm. Nitric oxide là một khí hai nguyên tử có vai trò trong việc duy trì cân bằng mạch máu. Sự polymer hóa hemoglobin do đột biến HbS tạo ra biến dạng hồng cầu và hiện tượng tan máu. Hemoglobin tự do, được giải phóng vào huyết tương do quá trình tan máu, sẽ làm giảm khả dụng của nitric oxide. Tăng huyết áp phổi là một hệ quả đã biết của bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm. Nó xảy ra ở 30–40% bệnh nhân mắc bệnh này và có liên quan đến tỷ lệ tử vong cao hơn. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng tan máu trong lòng mạch và sự giảm khả dụng nitric oxide có vai trò trong sự phát sinh của tăng huyết áp phổi. Trong bài tổng quan này, chúng tôi tóm tắt các cơ chế thay đổi khả dụng nitric oxide trong bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm và vai trò tiềm năng của nó trong cơ chế phát sinh tăng huyết áp phổi. J. Cell. Physiol. 224: 620–625, 2010. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.

Heme oxygenase‐1 (HO‐1) xúc tác quá trình phân hủy heme thành carbon monoxide (CO), sắt và biliverdin. Biliverdin sau đó được chuyển hóa thành bilirubin bởi enzym biliverdin reductase. Mặc dù sự quan tâm đến HO‐1 bắt đầu từ chức năng phân hủy heme của nó, những phát hiện gần đây chỉ ra rằng HO‐1 thực hiện nhiều chức năng sinh học quan trọng khác. Bằng chứng mới nổi cho thấy HO‐1 đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tăng trưởng. Việc xóa gen HO‐1 hoặc ức chế hoạt động của HO‐1 dẫn đến sự chậm phát triển và sự phát triển không đầy đủ của thai nhi, trong khi sự biểu hiện quá mức của HO‐1 làm tăng kích thước cơ thể. Mặc dù các cơ chế chịu trách nhiệm cho các đặc tính thúc đẩy tăng trưởng của HO‐1 chưa được thiết lập rõ ràng, HO‐1 có thể ảnh hưởng gián tiếp đến tăng trưởng bằng cách điều chỉnh việc tổng hợp các yếu tố tăng trưởng và điều hòa việc cung cấp oxy hoặc chất dinh dưỡng đến các mô mục tiêu cụ thể. Ngoài ra, HO‐1 có tác động quan trọng đến các yếu tố quyết định kích thước mô, bao gồm gia tăng tế bào, apoptosis, và hypertrophy. Tuy nhiên, các hành động của HO‐1 rất khác nhau và có thể phản ánh vai trò của HO‐1 trong việc duy trì sức khỏe mô. Có rất nhiều bằng chứng hỗ trợ vai trò quan trọng của HO‐1 trong việc ngăn chặn sự tăng trưởng của tế bào cơ trơn mạch máu (SMCs). Hiệu ứng chống tăng sinh của HO‐1 chủ yếu được trung gian thông qua việc giải phóng CO, mà ức chế sự tăng trưởng của SMC mạch máu thông qua nhiều con đường. Các phương pháp dược lý hoặc di truyền nhằm vào HO‐1 hoặc CO đến thành mạch có thể đại diện cho một phương pháp điều trị mới tiềm năng trong việc điều trị các rối loạn tăng sinh mạch máu. © 2003 Wiley‐Liss, Inc.

Kháng thể đơn dòng (mAb), 2E12, chống lại phân tử bám dính tế bào thần kinh L1 đã nhận diện thành phần 200 kDa của L1. Epitope của L1 tương tác với mAb 2E12 được định vị trong chuỗi carbohydrate của nó, dựa trên kết quả từ các thí nghiệm điều trị bằng glycopeptidase F. Tác động sinh lý của việc thêm mAbL1 (2E12) vào các tế bào thần kinh ở hạch rễ lưng chuột được nghiên cứu bằng kỹ thuật patch‐clamp. Sự gắn kết của mAbL1 (2E12) vào các tế bào thần kinh biểu hiện phân tử L1 đã gây ra dòng điện hướng vào bị ức chế bởi các chất chặn canxi như nifedipine và Lanthanum. Ngoài ra, cũng phát hiện rằng mAbL1 (2E12) dẫn đến sự gia tăng nồng độ Ca²⁺ nội bào ([Ca²⁺]_i) trong các tế bào thần kinh được nuôi cấy. Sự gia tăng này dường như là do sự xâm nhập của Ca²⁺ từ ngoại bào, vì điều trị với EGTA đã làm biến mất các hiện tượng đó. Các chất chặn kênh canxi loại L như nifedipine và cadmium, cũng như dòng điện hướng vào, đã chặn tác động của mAbL1 (2E12). Những kết quả này cho thấy rằng chuỗi carbohydrate của glycoprotein L1 có liên quan trực tiếp đến việc kích thích dòng canxi, và phân tử L1 có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh kênh Ca²⁺. © 1992 Wiley‐Liss, Inc.

Chúng tôi đã so sánh kiểu hình của các kênh K⁺ và độ nhạy cảm sinh mitogen đối với các chất ức chế kênh K⁺ trong các mẫu nuôi cấy nguyên phát của tế bào ống proximal thỏ (PC.RC) (Ronco et al., 1990) và hai dòng tế bào chuyển hóa SV-40 được phát triển thể hiện các chức năng cụ thể của tế bào ống proximal (RC.SV1) và tế bào ống distal hơn (RC.SV2) (Vandewalle et al., 1989). Đầu tiên, trang thiết bị kênh K⁺ được khảo sát qua kỹ thuật patch-clamp đã bị thay đổi sau khi chuyển hóa SV-40 ở cả hai dòng tế bào; mặc dù kênh K⁺ có độ dẫn điện cao Ca²⁺-kích hoạt [K⁺₂₀₀ (Ca²⁺)] vẫn là loại kênh K⁺ thường được ghi nhận nhất, nhưng trạng thái chuyển hóa được đặc trưng bởi sự xuất hiện của ba kênh K⁺ không nhạy cảm với Ca²⁺ (150, 50 và 30 pS), gần như không có trong nuôi cấy nguyên phát, tương phản với tần suất giảm của hai kênh K⁺ nhạy cảm với Ca²⁺ (80 và 40 pS). Thứ hai, quinine (Q), ion tetraethylammonium (TEA) và charybdotoxin (CTX), ở nồng độ không ảnh hưởng đến sự sống của tế bào, đều làm giảm sự kết hợp ³H‐TdR và sự phát triển của tế bào trong các mẫu PC.RC, nhưng chỉ TEA có tác dụng tương tự trong các tế bào chuyển hóa. Các tế bào này còn được đặc trưng bởi những tác động nghịch lý của Q, dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong sự kết hợp thymidine. Q cũng tác động trái ngược đến hoạt động của các kênh: nó ức chế [K⁺₂₀₀ (Ca²⁺)] khi kênh đang hoạt động mạnh, với K_i (0.2 mM) tương tự như giá trị đo được cho sự kết hợp ³H‐TdR trong tế bào PC.RC (0.3 mM), nhưng tăng cường dòng điện trung bình qua các kênh hoạt động kém. TEA chặn tất cả các kênh K⁺ có độ dẫn điện ≥ 50 pS, bao gồm [K⁺₂₀₀ (Ca²⁺)], trong một dải nồng độ ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của tế bào. Hiệu ứng độc đáo của TEA trên các tế bào chuyển hóa SV-40 có thể liên quan đến việc ức chế rộng rãi các kênh K⁺. © 1992 Wiley‐Liss, Inc.

Nồng độ bạch cầu trung tính và megakaryocyte đã được xác định trong tủy xương của chuột thiếu máu có kiểu gen W/W^v và các bạn cùng lứa bình thường (+/+). Trong tất cả các nhóm được nghiên cứu, xương cánh tay của chuột W/W^v chứa ít bạch cầu trung tính và megakaryocyte đáng kể hơn so với các động vật bình thường. Nồng độ bạch cầu trung tính trong máu thấp hơn ở tất cả các nhóm chuột W/W^v, nhưng chỉ ở một nhóm, đó là nhóm trẻ nhất được nghiên cứu, thì giá trị này khác biệt một cách đáng kể so với bình thường.

Phản ứng của bạch cầu trung tính trong máu và tủy xương đối với endotoxin là tương tự nhau ở chuột W/W^v và động vật “+/+”. Điều này cho thấy rằng hệ thống bạch cầu trung tính của chuột W/W^v phản ứng với kích thích này theo cách tương đối bình thường, giống như hệ thống erythroid của chúng phản ứng với tình trạng thiếu oxy và androgen.

Nghiên cứu này được thiết kế nhằm xem xét vai trò của sự thay đổi nồng độ canxi tự do trong bào tương ([Ca²⁺]_i) trong quá trình phản ứng với các tác nhân kích thích α₁‐adrenergic ở các tế bào ống thận gần nuôi cấy. Các thí nghiệm được thực hiện trên các tế bào ống thận gần nuôi cấy từ chó, được nuôi trong môi trường văn hóa xác định trên một hỗ trợ rắn, trên màng polycarbonate được phủ collagen hoặc trên kính kính phủ collagen. Quin‐2 và fura‐2 được sử dụng để theo dõi nồng độ [Ca²⁺]_i. Mức độ cơ bản của [Ca²⁺]_i là 101 nM, được đo bằng quin‐2, và 122 nM, được xác định sử dụng fura‐2. Phân tích dòng chảy huỳnh quang cho thấy khoảng 85% trong số các tế bào ống thận gần đã phản ứng với phenylephrine bằng cách tăng [Ca²⁺]_i. Phenylephrine (10⁻⁵ M) gây ra sự tăng nồng độ [Ca²⁺]_i ngay lập tức là 18% và 24%, được xác định bằng quin‐2 và fura‐2, tương ứng, với sự gia tăng cực đại của [Ca²⁺]_i trung bình là 22% và 44% so với mức cơ bản (180–300 giây). Hiệu ứng này không cần canxi ngoài tế bào. Hiệu ứng của phenylephrine đã bị loại bỏ bởi prazosin và verapamil. Kỹ thuật hiển vi huỳnh quang trên các tế bào được nạp quin‐2 hoặc fura‐2 cho thấy các vùng huỳnh quang điểm trong bào tương, cho thấy sự hấp thụ của thuốc nhuộm bằng túi nhạy. Sự giam giữ bằng pinocytosis của thuốc nhuộm đã được chứng minh bằng sự chuyển giao của fura‐2 không thấm tế bào qua các lớp tế bào ống lắp đặt trong buồng Ussing. Sự chuyển giao của thuốc nhuộm tương tự như của một chất đánh dấu pinocytosis pha lỏng, Lucifer Yellow (LY). Việc giam giữ pinocytotic của các chỉ số Ca²⁺ sẽ dẫn đến việc đánh giá thấp các biến đổi canxi thực tế. Nghiên cứu vi huỳnh quang trên các tế bào ống thận gần đơn lẻ "nạp bằng cạo" với fura‐2 cho thấy có sự tăng gấp bốn lần nồng độ [Ca²⁺]_i sau khi kích thích bằng phenylephrine.

Yếu tố tăng trưởng biến đổi beta (TGF beta) có nhiều hiệu ứng sinh học in vitro bao gồm việc kích thích hoặc ức chế sự phát triển của các loại tế bào cụ thể. Một dạng quan trọng khác của TGF beta, TGF beta‐2, gần đây đã được tách chiết từ tiểu cầu heo, từ ma trận xương bò và từ một số nguồn khác. Hai dạng TGF beta này có hoạt tính sinh học tương đương với ngoại lệ rằng TGF beta‐2 ít hoạt động hơn nhiều so với TGF beta‐1 trong việc ức chế sự phát triển của một dòng tế bào gốc huyết học đa năng từ chuột. Trong quá trình tinh chế TGF beta từ xương, chúng tôi đã thu được hai nhóm phân đoạn khác nhau về khả năng ức chế việc tích hợp ³H‐thymidine vào các tế bào nội mô động mạch chủ (AEC). Do đó, chúng tôi đã so sánh TGF beta‐1 và TGF beta‐2 tinh khiết cao được tách chiết từ tiểu cầu heo về khả năng ức chế tổng hợp DNA trong các tế bào biểu mô phổi mèo chồn (MvlLu), và trong AEC, cũng như về khả năng kích thích việc tích hợp ³H‐thymidine trong các tế bào xương màng sọ (CBC) trong 3 thí nghiệm. TGF beta‐1 và TGF beta‐2 đã ức chế sự phát triển tế bào trong MvlLu mà không có sự khác biệt đáng kể về ED₅₀ (31± 8pg/ml so với 23± 7). TGF beta‐2 ít mạnh hơn nhiều so với TGF beta‐1 trong việc ức chế tổng hợp DNA trong AEC (6310 ± 985 pg/ml so với 101 ± 34). Hoạt tính đặc hiệu giảm của TGF beta‐2 cũng được quan sát thấy trong các tế bào nội mô mao mạch tuyến thượng thận. Cả TGF beta‐1 và TGF beta‐2 đều kích thích sự phát triển của CBC (ED₅₀ 26 ± 2 pg/ml so với 10 ± 4). Chúng tôi cũng đã kiểm tra tính đặc hiệu của các xét nghiệm ức chế MvlLu và AEC. Yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF), yếu tố tăng trưởng tiểu cầu (PDGF), yếu tố tăng trưởng sợi acid và cơ bản (FGF), yếu tố tăng trưởng xương (SGF)/yếu tố tăng trưởng giống insulin‐II (IGF‐II), và yếu tố tăng trưởng giống insulin‐I (IGF‐I) không ức chế tổng hợp DNA trong bất kỳ hệ thống xét nghiệm nào. Tuy nhiên, khi các yếu tố tăng trưởng được thêm vào nồng độ ức chế tối đa của TGF beta‐1, cả FGF acid và cơ bản đều giảm đáng kể tác động ức chế của TGF beta‐1 trong AEC. Chúng tôi kết luận rằng (1) việc ức chế tổng hợp DNA trong các tế bào nội mô tương đối đặc hiệu cho TGF beta‐1, (2) việc ức chế tổng hợp DNA trong MvlLu là một xét nghiệm nhạy và đặc hiệu cho hoạt động TGF beta chung nhưng không phân biệt được beta‐1 và beta‐2, (3) sự ức chế tương đối tổng hợp DNA trong MvlLu và AEC có thể cung cấp một phương tiện để ước lượng định lượng TGF beta‐1 và TGF beta‐2, và (4) cả TGF beta‐1 và TGF beta‐2 đều là các tác nhân kích thích mạnh cho các tế bào xương màng sọ phôi gà.