力学刺激对骨髓间充质干细胞体外分化的影响

作者：张玲莉; 杜玉香; 雷乐; 邹军; 吴伟

来源：中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2021, 14(04): 374-381.

• 压应力
• 骨髓间充质干细胞
• 强度
• 时间
• 频率

目的观察不同强度和时间压应力对骨髓间充质干细胞内成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞相关基因的影响。方法 4周龄雄性C57BL/6小鼠处死后,从两侧股骨、胫骨常规方法提取骨髓间充质干细胞,在前期3D水凝胶细胞模型的基础上,次日对细胞进行压应力干预,固定频率为0.5 Hz,选用不同强度、时间梯度,G0为不施加压应力刺激的对照组,其他压应力干预组分别为G1组(1%,4 h)、G2组(1%,8 h)、G3组(1%,12 h)、G4组(2%,4 h)、G5组(2%,8 h)、G6组(2%,12 h)、G7组(3%,4 h)、G8组(3%,8 h)、G9组(3%,12 h),对细胞中的成骨、成脂、软骨基因进行定量检测。结果 G1组的成骨相关转录因子抗体(osterix,OSX)表达水平显著高于G2组、G3组、G4组、G7组(P<0.01); G1组的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)表达水平显著高于G5组、G8组(P<0.01)和G9组(P<0.05); G1组的转录激活因子4 (AMP-dependent transcription factor,ATF4)表达水平显著高于G4组、G7组(P<0.01); G1组的增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein,CEBP)和脂肪细胞基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)显著低于G9组(P<0.01); G1组的软骨细胞基因基质金属蛋白酶13 (matrix metalloprotein 13,MMP13)表达水平显著低于G3组(P<0.05)和G5组(P<0.01),并显著低于G8组(P<0.01)。结论 1%强度、0.5 Hz频率、持续4 h的压应力可以促进骨髓间充质干细胞的骨向分化。

• 单位
  上海体育学院