机械力对间充质干细胞向成骨细胞分化的力学响应机制研究

摘要：

间充质干细胞的分化受多种因素的影响,其中力学是重要因素之一.为了探讨力学信号在间充质干细胞分化中的传导机制,利用力学加载装置在成骨细胞诱导体系条件下,对小鼠骨髓间充质干细胞系(D1 细胞)加载不同拉伸应变,运用RT-PCR方法、Flou-3-AM Ca2+染色技术、激光共聚焦显微镜技术及5种信号阻断剂,SB203580(p38MAPK特异抑制剂)、PD98059(MEK-1/2MAPK特异抑制剂)、LY294002(PI3Ks特异抑制剂)、细胞松弛素B(微丝结构阻断剂)、EGTA(Ca2+螯合剂),探讨力学信号的基本传导途径.结果显示:3%的拉伸应变能明显提高细胞内Ca2+水平;细胞微丝结构破坏后,延迟了3%拉伸应变对细胞内Ca2+水平增加的影响;细胞外Ca2+螯合后,拉伸应变不能促进细胞内Ca2+水平的升高,该结果提示,拉伸应变对细胞内Ca2+水平的影响主要通过细胞外Ca2+的内流实现.5种信号阻断剂能完全阻断干细胞向成骨细胞分化过程中关键基因骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)和OSX mRNA的表达.p38MAPK途径、MEK-1/2MAPK途径被阻断后,拉伸应变激活了OCN和Osterix(OSX,与成骨细胞分化相关的关键基因)mRNA的表达;PI3Ks途径阻断后,拉伸应变部分激活了OCN和OSX mRNA的表达;细胞微丝破坏及胞外Ca2+螯合后,拉伸应变不能促进OCN和OSX mRNA的表达.上述结果表明:力学信号通过Ca2+信号、细胞微丝结构以及PI3Ks信号途径引起细胞的应答反应和生物学效应.

关键词：应变、间充质干细胞、成骨细胞、Ca2+、力学信号

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分类号：R318.01(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金30470438;军事医学科学院基金CX-04028

在线出版日期：2007-08-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：718-723