张应力下成骨性转录因子在骨髓间充质干细胞中的表达

目的:探讨大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)对单一周期的机械力刺激的反应以及Ets-1、Cbfa1和ALP的基因表达.方法:密度梯度离心法体外分离培养大鼠骨髓MSCs;应用四点弯曲加力系统对细胞施加40 min、2 000μ8的机械牵张力,检测MSCs细胞增殖及ALP活性,并采用实时荧光定量RT-PCR检测Ets-1、Cbfa1和ALP的基因表达.结果:机械力刺激下,MSCs的增殖活力、ALP活性以及Ets-1、Cbfa1和ALP的基因表达均显著增高.Ets-1表达较早,加力后0.5 h达到最高峰;而Cbfa1表达较晚,加力后6 h达到最高峰;ALP的表达与Cbfa1相似.3个基因表达增高均在6～12 h后恢复到正常水平.结论:单一周期的张应力可诱导Ets-1、Cbfa1和ALP在MSCs中呈时间依赖性表达,并促使MSCs短暂性骨向分化.机械力刺激是MSCs骨向分化的关键驱动因子,对牵张成骨骨痂形成具有重要的作用.     

大鼠骨髓间充质干细胞和颅骨成骨细胞在张应力下细胞骨架的改变

目的　探讨大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)和颅骨成骨细胞(OB)在机械张应力刺激下的反应和细胞骨架蛋白F-actin的变化。方法　体外分离培养大鼠骨髓MSCs和颅骨OB,应用四点弯曲加力系统对细胞施加2 000με 的机械张应力,加力时间分别为0 h、2 h、6 h、12 h。采用激光共聚焦显微镜观察特异性荧光染料标记的微丝蛋白 F-actin和细胞核,并用图像分析软件对细胞形态学参数进行测量。结果　MSCs和OB荧光强度减弱,F-actin纤维束稀疏,排列紊乱;胞核轮廓模糊,部分细胞可观察到凋亡小体;MSCs体积明显变小,OB体积变化不明显。定量分析表明, MSCs的细胞总面积、总荧光密度、绿色荧光(F-actin)密度均显著降低(P<0·05或P<0·01);OB的总荧光密度、绿色荧光密度和胞核红色荧光密度也显著下降(P<0·05或P<0·01)。结论　机械张应力刺激可引起MSCs和 OB细胞骨架F-actin解聚和重排,部分细胞发生凋亡;MSCs对机械力刺激的反应比OB更敏感。