不同机械牵伸条件对大鼠肌腱干细胞分化的影响

作者：李跑; 高尚; 周梅; 唐红; 穆米多; 张吉强; 唐康来

来源：中国修复重建外科杂志, 2017, 31(04): 481-488.

• 机械牵拉
• 肌腱干细胞
• 分化
• 大鼠

目的探讨不同机械牵伸条件对肌腱干细胞(tendon stem cells,TSCs)分化的影响,寻求TSCs成肌腱分化、成骨分化以及成脂肪分化的最佳单轴循环牵伸载荷。方法取8周龄雄性SD大鼠跟腱,采用酶消化法分离培养TSCs。取第3代TSCs,随机分为不同牵拉条件组(实验组AD组)及静态培养组(对照组E组),其中A组牵拉强度4%、频率1 Hz,B组牵拉强度4%、频率2 Hz,C组牵拉强度8%、频率1 Hz,D组牵拉强度8%、频率2 Hz。利用课题组自行研发的体外细胞单轴循环牵拉设备,沿培养皿长轴对AD组细胞进行单轴循环机械牵伸,E组细胞行静态培养。分别处理12、24、48 h后收集各组细胞,采用实时荧光定量PCR检测成腱分化相关基因Scleraxis(SCX)、抗细胞黏合素C(Tenascin C,TNC),成脂肪分化相关基因CCAAT/增强子结合蛋白-α(CCAAT-enhancer-binding protein-α,CEBPα)、脂蛋白脂肪酶(lipoprteinlipase,LPL)及成骨分化相关基因RUNX2、远端缺失基因5(distal-less homeobox 5,DLX5)的表达;Western blot检测TNC、CEBPα及RUNX2蛋白表达。结果实时荧光定量PCR检测示:SCX、TNC m RNA相对表达量在B组牵拉24 h时显著高于其余各组,差异有统计学意义(P<0.05);CEBPα、LPL m RNA相对表达量在D组牵拉48 h时显著高于其余各组,差异有统计学意义(P<0.05);RUNX2、DLX5 m RNA相对表达量在C组牵拉24 h时显著高于其余各组,差异有统计学意义(P<0.05)。Western blot检测示:B组牵拉各时间点TNC蛋白表达均高于E组(P<0.05),同时牵拉24 h与E组相比CEBPα表达有显著抑制作用(P<0.05);C组牵拉24 h RUNX2蛋白表达显著高于E组(P<0.05),同时牵拉24、48 h TNC蛋白表达显著低于E组(P<0.05);D组牵拉48 h CEBPα蛋白表达显著高于E组(P<0.05),TNC蛋白表达显著低于E组(P<0.05),RUNX2蛋白表达与E组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论机械力学刺激可以促进TSCs发生分化,而且不同条件的牵拉载荷会引起不同方向分化。4%、2 Hz牵拉24 h为成腱分化最佳条件,8%、1 Hz牵拉24 h为成骨分化最佳条件,8%、2 Hz牵拉48 h为成脂肪分化最佳条件。

• 单位
  第三军医大学西南医院