阻断类胰岛素生长因子-1-受体系统对肌腱细胞生长的影响△
作者：项 舟1 杨志明1 张朝良2 魏大鹏3 彭文珍2
单位：1 华西医科大学附属第一医院骨科(四川成都，610041)；2 华西医科大学基础医学院分子生物学研究室；3 华西医科大学基础医学院免疫学研究室
关键词：类胰岛素生长因子-1；受体；肌腱细胞；生长调节；体外培养
中国修复重建外科杂志980113 摘 要 为了进一步探索调控肌腱细胞生长的方法，在肌腱细胞体外培养条件下， 采用多种手段阻断类胰岛素生长因子-1(IGF-1)-受体系统的不同环节，观察其对肌腱细胞生长的负调节作用。结果发现，IGF-1受体的抗体(IGF-1Rα)和合成的IGF-1受体的mRNA的反义寡核苷酸链，对肌腱细胞的增殖有负调节作用。认为，在人工肌腱的构建或防止肌腱粘连的实践中，可以考虑使用上述两种物质。
THE EFFECT OF BLOCKING INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR-1 (IGF-1)-RECEPTOR SYSTEM ON TENDON CELL PROLIFERATION/Xiang Zhou, Yang Zhiming, Zhang Caoliang et al. Department of Orthopedic surgery, First Univerisity Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu, P.R.China 610041
, 百拇医药
Abstract The purpose of this study was to find some solutions to the problem of tendon cell proliferation control. Under the condition of in vitro culture, several materials including IGF-1 receptor antibody and mRNA antisense oligonucleotide were added to the culture medium to block the IGF-1-Receptor system. The effect of the material on the tendon cell proliferation was judged by cell count after incubation of 48 hours. The results showed that both IGF-1 Receptor antibody (IGF-1Rα) and IGF-1 Receptor mRNA antisense oligonucleotide had negative effect on tendon cell proliferation (P<0.01 and P<0.05). These findings lead us to think that the above two materials could be used in the experiment of tendon adhesion preventing and living ready-made tendon producing.
, 百拇医药
Key words Insulin-like growth factor-1 Receptor Tendon cell Proliferation control Culture in vitro
类胰岛素生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)与其受体(IGF-1R)相结合在细胞的分裂增殖中发挥着十分重要的作用[1，2]。而且无论是原代肌腱细胞还是经多次传代后的肌腱细胞，其IGF-1受体数量及其mRNA的含量均无显著差异[3]。在培养基中加入外源性IGF-1，可促进肌腱细胞分裂增殖。那么，阻断IGF-1-受体系统是否会使细胞分裂增殖能力下降呢？ 对这一问题的研究，在控制细胞异常增殖、人工调控细胞生长及构建新型人工材料等方面均有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 材料来源
, http://www.100md.com
肌腱取自水囊引产的5月龄胎儿四肢。 F-12培养基系Sigma公司产品。新生小牛血清(FBS)系华西医科大学分子生物学研究室产品，经灭活过滤除菌及去支原体处理。IGF-1系Boehringer Mannheim Biochemica 产品。鼠抗人IGF-1受体单克隆抗体(IGF-1Rα)系Santa Cruz Biotechnology, Inc公司产品。
1.2 肌腱细胞的培养及其生长的同步化
肌腱细胞的培养及肌腱细胞生长的同步化见文献[2]。
1.3 IGF-1Rα对肌腱细胞生长的影响
肌腱细胞同步化后，在IGF-1Rα组(实验组)无血清培养基中加入IGF-1Rα，使其最终稀释度为1∶100，在37℃ 5%二氧化碳孵箱中孵育30分钟，再补充5%灭活的FBS继续培养。相同条件不加IGF-1Rα为对照组。48小时后弃上清液，用0.25%胰蛋白酶消化，制成细胞悬液后镜下计数。
, 百拇医药
1.4 IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
合成编码人IGF-1R前体亚基第21到第26编码序列的反义寡核苷酸链[4]： 5’TCC TCC GGA GCC AGA CTT 3’和正义链5’AGG TCT GGC TCC GGA GGA 3’(上海生工生物工程公司合成)。
肌腱细胞同步化后，补充5% FBS。反义链组(实验组)：加入上述经0.22 μm微孔过滤膜除菌后的反义链，使其终浓度为40 μg/ml；正义链组(实验对照组)：加入相同浓度的正义链；设一组空白对照组。在37℃ 5%二氧化碳孵箱中培养24小时后，按20 μg/ml补加相同的寡核苷酸链，继续培养24小时后计数。
1.5 IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
合成编码人IGF-1第14到第23氨基酸编码序列的反义寡核苷酸链[5]：5’TCC ACA CAC GAA CTG AAG AGC ATC CAC CAG 3’(由上海细胞所赛尔公司合成)。实验方法同本文1.4。
, 百拇医药
1.6 在IGF-1的作用下，IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
细胞同步化后，在一组细胞的培养基中按上述方法加入IGF-1Rα为IGF-1Rα组；在另一组细胞的培养基中按上述方法加入IGF-1R mRNA反义链为反义mRNA组；设一组对照。上述三组细胞均在补充5%FBS的同时补充IGF-1 20 ng/ml，培养48小时后计数。
1.7 统计学处理
各组数据以均数(
)和标准差(s)表示，显著性检验按要求用t检验或方差分析，以及多样本均数两两比较的q检验。
2 结果
2.1 IGF-1Rα对肌腱细胞生长的影响
, http://www.100md.com
加入和不加入IGF-1Rα培养48小时后的细胞计数及t检验见表1及附图。
表1 IGF-1Rα对肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组 别
s
t*
对照组
4.998
0.297
IGF-1Rα组
4.470
0.212
, http://www.100md.com
3.544
* 查表法：t(0.01)10=3.169
实验组与对照组间有显著性差异(P<0.01)。IGF-1Rα对肌腱细胞的生长有明显的抑制作用。
2.2 合成IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
加入IGF-1R mRNA反义、正义寡核苷酸链培养48小时后的细胞计数及方差分析见表2及附图。
表2 合成IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对
肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组 别
, http://www.100md.com
s
F*
P值
空白对照组
4.998
0.297
正义链组
4.853
0.260
反义链组
4.472
0.234
6.34
, http://www.100md.com
<0.05
* 查表法：F(0.05)2，15=3.68
经多样本均数两两比较的q检验结果：正义链组与对照组比较，q＝1.34，无显著性差异(P>0.05)；反义链组与对照组比较，q＝4.87，有显著性差异(P<0.01)；反义链组与正义链组比较，q＝3.53，有显著性差异(P<0.05)。可见，合成IGF-1R mRNA的正义寡核苷酸链不抑制细胞的增殖，而合成IGF-1R mRNA的反义寡核苷酸链可显著抑制肌腱细胞的增殖。
2.3 合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
加入和不加入合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链48小时后的细胞计数及t检验见表3及附图。
表3 合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞的
, 百拇医药
作用(1×104个细胞/孔) 组 别
s
t*
对照组
4.998
0.297
反义连组
4.987
0.243
0.0702
* 查表法：t(0.05)10=2.228
, http://www.100md.com
反义链组与对照组比较无显著性差异(P>0.05)。合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞的增殖无抑制作用。
2.4 IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA 反义链在IGF-1作用下对肌腱细胞增殖的影响
IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA反义链在IGF-1 20 ng/ml作用下培养48小时后，细胞计数及方差分析见表4及附图。
表4 IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA反义链在IGF-1
作用下对肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组别
s
, 百拇医药
F*
P值
对照组
6.232
0.314
IGF-1Rα组
4.633
0.261
反义mRNA组
4.515
0.221
76.69
, 百拇医药 <0.01
* 查表法：F(0.01)2，15=6.36
经多样本均数两两比较的q检验结果：IGF-1Rα组与对照比较，q＝14.60，有显著性差异(P<0.01)；反义mRNA组与对照组比较，q＝15.68，有显著性差异(P<0.01)；IGF-1Rα组与反义mRNA组比较，q＝1.08，无显著性差异(P>0.05)。可见，在IGF-1的作用下，IGF-1R和合成的IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞均有显著的抑制作用。并且从差值上可以看出，由于IGF-1激活了对照组的IGF-1受体系统，使实验组和对照组的差异更明显。
附图 不同处理方法对肌腱细胞生长的影响
1 IGF-1Rα对肌腱细胞增殖的影响：y1 对照组，y2 IGF-1Rα组。2 IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 空白对照组，y2 正义链组，y3 反义链组。3 IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 对照组，y2 反义链组。4 IGF-1作用下IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 对照组，y2 IGF-1Rα组，y3 反义mRNA组
, 百拇医药
3 讨论
IGF-1-受体系统激活的生物学效应是促进细胞的分裂增殖，其物质基础首先是位于细胞膜系统内的IGF-1R和细胞间质中存在的IGF-1。许多细胞都能自行合成IGF-1[6，7]，因此它可以通过自分泌或旁分泌机制产生其生物效应[8]。 在体外培养条件下，由于细胞不断增殖，细胞在分裂过程中必须转录并表达IGF-1及IGF-1R才能保持细胞的生理平衡。在这一过程中，无论是在蛋白质水平，还是在mRNA水平上，阻断其中一环都可能导致整个系统失衡和生物学效应下降。
IGF-1Rα是鼠抗人IGF-1R的抗体。它特异性地与IGF-1受体α亚基的结合位点相结合，阻碍了IGF-1与其受体相结合，从而降低了IGF-1受体系统的正常生物学效应，抑制细胞的生长。实验证明，这是负向调控肌腱细胞生长的方法之一。
反义寡核苷酸链可以进入细胞并发挥其作用，是随着对分子生物学的深入研究带来的一个新发现，是近年来发展起来的一项高生物技术，是目前生物医学研究中的一个新热点[9]。国外已有研究者将这一技术试用于白血病等的基因治疗[10，11]。我们在实验中分别把IGF-1R mRNA其中一段的正义链和反义链引入肌腱细胞中，结果发现，正义链组的细胞数与对照组无显著差异；而反义链组的细胞数比对照组显著下降。其机制可能是反义IGF-1R mRNA链进入细胞后，与细胞生命过程中转录的IGF-1R mRNA通过碱基配对，特异性地相互结合，阻断了IGF-1R蛋白的翻译，使IGF-1R合成障碍，IGF-1受体系统受到削弱，细胞的正常生长受到干扰，抑制了细胞增殖。而正义链因不能与特异的mRNA碱基配对，所以对细胞的增殖没有作用。
, http://www.100md.com
同样，IGF-1 mRNA其中一段反义寡核苷酸的引入，也能与IGF-1 mRNA发生特异性结合，导致IGF-1产量下降。在我们的实验中，IGF-1 mRNA反义寡核苷酸的引入并没有导致细胞增殖的显著下降。这一现象可能是因为在体外培养条件下，由于血清的加入带来了生长因子，其中也包含IGF-1，使IGF-1的自分泌和旁分泌作用被代替，细胞增殖不受影响。
为了进一步观察IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸的负调控作用，我们又在培养基中加入了20 ng/ml的IGF-1，结果发现，在这种条件下上述两种物质的负调控作用依然存在，并且由于对照组受到IGF-1的作用，使得实验组与对照组的差别更大。这是正负两种调控措施共同作用的结果。也充分说明在我们的实验条件下，肌腱细胞的增殖抑制确实是阻断IGF-1-受体系统的结果。
肌腱细胞生长的调控，在防止肌腱术后粘连和人工肌腱的构建等方面均有十分重要的作用。如何在实际应用中实施肌腱细胞生长的正负调控措施将是一个十分重要的课题。
, 百拇医药
4 参考文献
1 项 舟，杨志明，魏大鹏等.类胰岛素生长因子1促腱细胞生长的实验研究.中华手外科杂志，1997；13(3)：183
2 杨志明，项 舟，邹立群.类胰岛素生长因子-1作用下肌腱细胞的周期改变.中国修复重建外科杂志，1997；11(5)：296
3 项 舟，杨志明，夏庆杰等.类胰岛素生长因子-1及其受体mRNA在培养肌腱细胞内的表达.中国修复重建外科杂志，1997；11(6)：369
4 Ullrich A, Gray A, Tam AW et al. Insulin-like growth factor 1 repceptor primary structure: Comparison with insulin receptor suggests structural determination that define functional specificity. EMBO J, 1986；5: 250
, 百拇医药
5 Jansen M, Van Schail FMA, Ricker AT et al. Sequence of cDNA encoding human insulin-like growth factor 1 precursor. Nature (London), 1983; 306: 609
6 Clemmons DR, Underwood LE, Van Wyk JJ. Hormonal control of immunoreactive somatomedin production by cultured human fibroblasts. J Clin Invest, 1981; 67: 10
7 Clemmons DR, Shaw DS. Varibles controlling somatomedin production by cultured human fibroblasts. J Cell Physiol, 1983; 115: 137
, 百拇医药
8 Joseph A, Ercole D, Stiks AD et al. Tissue concentrations of somatomedin C: Further evidence for multiple site of synthesis and promacrine or autocrine mechanisms of action. Proc Natl Acad Sci (USA), 1984; 81: 935
9 阎 月，葛蒙梁.反义寡核苷酸进展.基础医学与临床1996；16(4)：1
10 Thomas M, Kosciolet B, Wang N et al. Capping of bcr/abl antisense oligonucleotides enhances antiproliferative activity against chronic myeloid leukemia cell lines. Leuk Res, 1994; 18: 401
11 Tari AM, Tucker SD, Deisseroth A et al. Liposomal delivery of methylphosphorate antisense oligodeoxynucleotides in chronic myelogenous leukemia. Blood, 1994; 84: 601
△ 国家自然科学基金资助项目
(收稿：1997-05-16), 百拇医药
单位：1 华西医科大学附属第一医院骨科(四川成都，610041)；2 华西医科大学基础医学院分子生物学研究室；3 华西医科大学基础医学院免疫学研究室
关键词：类胰岛素生长因子-1；受体；肌腱细胞；生长调节；体外培养
中国修复重建外科杂志980113 摘 要 为了进一步探索调控肌腱细胞生长的方法，在肌腱细胞体外培养条件下， 采用多种手段阻断类胰岛素生长因子-1(IGF-1)-受体系统的不同环节，观察其对肌腱细胞生长的负调节作用。结果发现，IGF-1受体的抗体(IGF-1Rα)和合成的IGF-1受体的mRNA的反义寡核苷酸链，对肌腱细胞的增殖有负调节作用。认为，在人工肌腱的构建或防止肌腱粘连的实践中，可以考虑使用上述两种物质。
THE EFFECT OF BLOCKING INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR-1 (IGF-1)-RECEPTOR SYSTEM ON TENDON CELL PROLIFERATION/Xiang Zhou, Yang Zhiming, Zhang Caoliang et al. Department of Orthopedic surgery, First Univerisity Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu, P.R.China 610041
, 百拇医药
Abstract The purpose of this study was to find some solutions to the problem of tendon cell proliferation control. Under the condition of in vitro culture, several materials including IGF-1 receptor antibody and mRNA antisense oligonucleotide were added to the culture medium to block the IGF-1-Receptor system. The effect of the material on the tendon cell proliferation was judged by cell count after incubation of 48 hours. The results showed that both IGF-1 Receptor antibody (IGF-1Rα) and IGF-1 Receptor mRNA antisense oligonucleotide had negative effect on tendon cell proliferation (P<0.01 and P<0.05). These findings lead us to think that the above two materials could be used in the experiment of tendon adhesion preventing and living ready-made tendon producing.
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Key words Insulin-like growth factor-1 Receptor Tendon cell Proliferation control Culture in vitro
类胰岛素生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)与其受体(IGF-1R)相结合在细胞的分裂增殖中发挥着十分重要的作用[1，2]。而且无论是原代肌腱细胞还是经多次传代后的肌腱细胞，其IGF-1受体数量及其mRNA的含量均无显著差异[3]。在培养基中加入外源性IGF-1，可促进肌腱细胞分裂增殖。那么，阻断IGF-1-受体系统是否会使细胞分裂增殖能力下降呢？ 对这一问题的研究，在控制细胞异常增殖、人工调控细胞生长及构建新型人工材料等方面均有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 材料来源
, http://www.100md.com
肌腱取自水囊引产的5月龄胎儿四肢。 F-12培养基系Sigma公司产品。新生小牛血清(FBS)系华西医科大学分子生物学研究室产品，经灭活过滤除菌及去支原体处理。IGF-1系Boehringer Mannheim Biochemica 产品。鼠抗人IGF-1受体单克隆抗体(IGF-1Rα)系Santa Cruz Biotechnology, Inc公司产品。
1.2 肌腱细胞的培养及其生长的同步化
肌腱细胞的培养及肌腱细胞生长的同步化见文献[2]。
1.3 IGF-1Rα对肌腱细胞生长的影响
肌腱细胞同步化后，在IGF-1Rα组(实验组)无血清培养基中加入IGF-1Rα，使其最终稀释度为1∶100，在37℃ 5%二氧化碳孵箱中孵育30分钟，再补充5%灭活的FBS继续培养。相同条件不加IGF-1Rα为对照组。48小时后弃上清液，用0.25%胰蛋白酶消化，制成细胞悬液后镜下计数。
, 百拇医药
1.4 IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
合成编码人IGF-1R前体亚基第21到第26编码序列的反义寡核苷酸链[4]： 5’TCC TCC GGA GCC AGA CTT 3’和正义链5’AGG TCT GGC TCC GGA GGA 3’(上海生工生物工程公司合成)。
肌腱细胞同步化后，补充5% FBS。反义链组(实验组)：加入上述经0.22 μm微孔过滤膜除菌后的反义链，使其终浓度为40 μg/ml；正义链组(实验对照组)：加入相同浓度的正义链；设一组空白对照组。在37℃ 5%二氧化碳孵箱中培养24小时后，按20 μg/ml补加相同的寡核苷酸链，继续培养24小时后计数。
1.5 IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
合成编码人IGF-1第14到第23氨基酸编码序列的反义寡核苷酸链[5]：5’TCC ACA CAC GAA CTG AAG AGC ATC CAC CAG 3’(由上海细胞所赛尔公司合成)。实验方法同本文1.4。
, 百拇医药
1.6 在IGF-1的作用下，IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
细胞同步化后，在一组细胞的培养基中按上述方法加入IGF-1Rα为IGF-1Rα组；在另一组细胞的培养基中按上述方法加入IGF-1R mRNA反义链为反义mRNA组；设一组对照。上述三组细胞均在补充5%FBS的同时补充IGF-1 20 ng/ml，培养48小时后计数。
1.7 统计学处理
各组数据以均数(
)和标准差(s)表示，显著性检验按要求用t检验或方差分析，以及多样本均数两两比较的q检验。2 结果
2.1 IGF-1Rα对肌腱细胞生长的影响
, http://www.100md.com
加入和不加入IGF-1Rα培养48小时后的细胞计数及t检验见表1及附图。
表1 IGF-1Rα对肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组 别
s
t*
对照组
4.998
0.297
IGF-1Rα组
4.470
0.212
, http://www.100md.com
3.544
* 查表法：t(0.01)10=3.169
实验组与对照组间有显著性差异(P<0.01)。IGF-1Rα对肌腱细胞的生长有明显的抑制作用。
2.2 合成IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
加入IGF-1R mRNA反义、正义寡核苷酸链培养48小时后的细胞计数及方差分析见表2及附图。
表2 合成IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对
肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组 别
, http://www.100md.com
s
F*
P值
空白对照组
4.998
0.297
正义链组
4.853
0.260
反义链组
4.472
0.234
6.34
, http://www.100md.com
<0.05
* 查表法：F(0.05)2，15=3.68
经多样本均数两两比较的q检验结果：正义链组与对照组比较，q＝1.34，无显著性差异(P>0.05)；反义链组与对照组比较，q＝4.87，有显著性差异(P<0.01)；反义链组与正义链组比较，q＝3.53，有显著性差异(P<0.05)。可见，合成IGF-1R mRNA的正义寡核苷酸链不抑制细胞的增殖，而合成IGF-1R mRNA的反义寡核苷酸链可显著抑制肌腱细胞的增殖。
2.3 合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响
加入和不加入合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链48小时后的细胞计数及t检验见表3及附图。
表3 合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞的
, 百拇医药
作用(1×104个细胞/孔) 组 别
s
t*
对照组
4.998
0.297
反义连组
4.987
0.243
0.0702
* 查表法：t(0.05)10=2.228
, http://www.100md.com
反义链组与对照组比较无显著性差异(P>0.05)。合成IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞的增殖无抑制作用。
2.4 IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA 反义链在IGF-1作用下对肌腱细胞增殖的影响
IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA反义链在IGF-1 20 ng/ml作用下培养48小时后，细胞计数及方差分析见表4及附图。
表4 IGF-1Rα和合成IGF-1R mRNA反义链在IGF-1
作用下对肌腱细胞的作用(1×104个细胞/孔) 组别
s
, 百拇医药
F*
P值
对照组
6.232
0.314
IGF-1Rα组
4.633
0.261
反义mRNA组
4.515
0.221
76.69
, 百拇医药 <0.01
* 查表法：F(0.01)2，15=6.36
经多样本均数两两比较的q检验结果：IGF-1Rα组与对照比较，q＝14.60，有显著性差异(P<0.01)；反义mRNA组与对照组比较，q＝15.68，有显著性差异(P<0.01)；IGF-1Rα组与反义mRNA组比较，q＝1.08，无显著性差异(P>0.05)。可见，在IGF-1的作用下，IGF-1R和合成的IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞均有显著的抑制作用。并且从差值上可以看出，由于IGF-1激活了对照组的IGF-1受体系统，使实验组和对照组的差异更明显。
附图 不同处理方法对肌腱细胞生长的影响
1 IGF-1Rα对肌腱细胞增殖的影响：y1 对照组，y2 IGF-1Rα组。2 IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 空白对照组，y2 正义链组，y3 反义链组。3 IGF-1 mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 对照组，y2 反义链组。4 IGF-1作用下IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸链对肌腱细胞生长的影响：y1 对照组，y2 IGF-1Rα组，y3 反义mRNA组
, 百拇医药
3 讨论
IGF-1-受体系统激活的生物学效应是促进细胞的分裂增殖，其物质基础首先是位于细胞膜系统内的IGF-1R和细胞间质中存在的IGF-1。许多细胞都能自行合成IGF-1[6，7]，因此它可以通过自分泌或旁分泌机制产生其生物效应[8]。 在体外培养条件下，由于细胞不断增殖，细胞在分裂过程中必须转录并表达IGF-1及IGF-1R才能保持细胞的生理平衡。在这一过程中，无论是在蛋白质水平，还是在mRNA水平上，阻断其中一环都可能导致整个系统失衡和生物学效应下降。
IGF-1Rα是鼠抗人IGF-1R的抗体。它特异性地与IGF-1受体α亚基的结合位点相结合，阻碍了IGF-1与其受体相结合，从而降低了IGF-1受体系统的正常生物学效应，抑制细胞的生长。实验证明，这是负向调控肌腱细胞生长的方法之一。
反义寡核苷酸链可以进入细胞并发挥其作用，是随着对分子生物学的深入研究带来的一个新发现，是近年来发展起来的一项高生物技术，是目前生物医学研究中的一个新热点[9]。国外已有研究者将这一技术试用于白血病等的基因治疗[10，11]。我们在实验中分别把IGF-1R mRNA其中一段的正义链和反义链引入肌腱细胞中，结果发现，正义链组的细胞数与对照组无显著差异；而反义链组的细胞数比对照组显著下降。其机制可能是反义IGF-1R mRNA链进入细胞后，与细胞生命过程中转录的IGF-1R mRNA通过碱基配对，特异性地相互结合，阻断了IGF-1R蛋白的翻译，使IGF-1R合成障碍，IGF-1受体系统受到削弱，细胞的正常生长受到干扰，抑制了细胞增殖。而正义链因不能与特异的mRNA碱基配对，所以对细胞的增殖没有作用。
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同样，IGF-1 mRNA其中一段反义寡核苷酸的引入，也能与IGF-1 mRNA发生特异性结合，导致IGF-1产量下降。在我们的实验中，IGF-1 mRNA反义寡核苷酸的引入并没有导致细胞增殖的显著下降。这一现象可能是因为在体外培养条件下，由于血清的加入带来了生长因子，其中也包含IGF-1，使IGF-1的自分泌和旁分泌作用被代替，细胞增殖不受影响。
为了进一步观察IGF-1Rα和IGF-1R mRNA反义寡核苷酸的负调控作用，我们又在培养基中加入了20 ng/ml的IGF-1，结果发现，在这种条件下上述两种物质的负调控作用依然存在，并且由于对照组受到IGF-1的作用，使得实验组与对照组的差别更大。这是正负两种调控措施共同作用的结果。也充分说明在我们的实验条件下，肌腱细胞的增殖抑制确实是阻断IGF-1-受体系统的结果。
肌腱细胞生长的调控，在防止肌腱术后粘连和人工肌腱的构建等方面均有十分重要的作用。如何在实际应用中实施肌腱细胞生长的正负调控措施将是一个十分重要的课题。
, 百拇医药
4 参考文献
1 项 舟，杨志明，魏大鹏等.类胰岛素生长因子1促腱细胞生长的实验研究.中华手外科杂志，1997；13(3)：183
2 杨志明，项 舟，邹立群.类胰岛素生长因子-1作用下肌腱细胞的周期改变.中国修复重建外科杂志，1997；11(5)：296
3 项 舟，杨志明，夏庆杰等.类胰岛素生长因子-1及其受体mRNA在培养肌腱细胞内的表达.中国修复重建外科杂志，1997；11(6)：369
4 Ullrich A, Gray A, Tam AW et al. Insulin-like growth factor 1 repceptor primary structure: Comparison with insulin receptor suggests structural determination that define functional specificity. EMBO J, 1986；5: 250
, 百拇医药
5 Jansen M, Van Schail FMA, Ricker AT et al. Sequence of cDNA encoding human insulin-like growth factor 1 precursor. Nature (London), 1983; 306: 609
6 Clemmons DR, Underwood LE, Van Wyk JJ. Hormonal control of immunoreactive somatomedin production by cultured human fibroblasts. J Clin Invest, 1981; 67: 10
7 Clemmons DR, Shaw DS. Varibles controlling somatomedin production by cultured human fibroblasts. J Cell Physiol, 1983; 115: 137
, 百拇医药
8 Joseph A, Ercole D, Stiks AD et al. Tissue concentrations of somatomedin C: Further evidence for multiple site of synthesis and promacrine or autocrine mechanisms of action. Proc Natl Acad Sci (USA), 1984; 81: 935
9 阎 月，葛蒙梁.反义寡核苷酸进展.基础医学与临床1996；16(4)：1
10 Thomas M, Kosciolet B, Wang N et al. Capping of bcr/abl antisense oligonucleotides enhances antiproliferative activity against chronic myeloid leukemia cell lines. Leuk Res, 1994; 18: 401
11 Tari AM, Tucker SD, Deisseroth A et al. Liposomal delivery of methylphosphorate antisense oligodeoxynucleotides in chronic myelogenous leukemia. Blood, 1994; 84: 601
△ 国家自然科学基金资助项目
(收稿：1997-05-16), 百拇医药