周期性机械牵张对小鼠C2C12成肌细胞凋亡的影响

摘要

研究目的：成肌细胞增殖、融合、以及分化为成熟的肌纤维细胞,是骨骼肌生长的基础,其中诱导骨骼肌成肌细胞的增殖与分化、抑制成肌细胞的凋亡是骨骼肌再生的重要途径.力学刺激是维持肌细胞生存和生长的重要细胞外刺激信号,通常适宜的刺激有助于肌细胞的增殖及分化,而过度或不适宜的刺激导致细胞异常的凋亡或坏死,进而影响骨骼肌的健康.因此本研究主要目的是探讨不同时长的周期性牵张对小鼠C2C12成肌细胞增殖和凋亡情况的影响。rn 研究方法：采用Flexcell公司生产的细胞柔性基底加载装置（FX5000tension）对体外培养的C2C12成肌细胞进行加载牵张刺激。Flexcell FX-5000加载机理是使用一个真空泵和储变气压系统，抽吸由弹性硅胶膜制成的培养皿底部，形成负压，使培养皿底部产生拉伸变形，从而使贴壁生长的细胞受到机械牵张。该系统通过自身研制的FlexSoftFX-5000软件和FX5K Tension FlexLink应力加载控制器对应压力加载大小、作用频率、作用持续时间进行智能定量调控。（美国Flexcell公司）。刺激参数为频率1HZ，牵张幅度为15%，牵张时长分别为0、2、4、6、8小时，共3天。利用Hoechost/PI双染色法监测细胞凋亡情况，并利用Western Blot的方法来检测Caspase-3，MyoD蛋白，P-eEF2与eEF2蛋白含量。rn 研究结果：机械牵张刺激后，细胞排列呈现一定方向性，与牵张刺激方向平行。使用Hoechost/PI双染色法结果发现，对C2C12成肌细胞施加拉伸幅度15%，频率1Hz的应力2h后，细胞凋亡数较对照组明显减少，牵张6h和8h后，细胞凋亡数显著性增加（P＞0.05）。不同时间的机械牵张刺激组均对CCK-8的代谢增强，但仅有4h组OD值与对照组有显著性升高（P＜0.05），而6h后细胞增殖能力开始降低，但没有显著性变化（P＞0.05）。caspase-3蛋白含量相对值显著高于对照组（P<0.05）；MyoD蛋白的相对含量在2h、4h刺激组与对照组有显著性升高（P<0.05），而P-eEF2与eEF2比值仅在4h组显著低于对照组（P<0.05）。rn 研究结论：适宜的机械牵张刺激能有效地调节细胞的增殖和凋亡，而长时间的周期性机械牵张促进细胞凋亡，且过度的牵张促凋亡过程可能与激活caspase-3凋亡蛋白有关。