微重力对成骨细胞骨架结构和矿化能力的影响

摘要

中长期空间飞行过程中,微重力诱导的骨质流失是威胁航天员健康的主要风险因素之一.成骨细胞作为骨形成的主要功能细胞,其形态、结构及成骨活性在微重力环境下将发生改变.地面模拟和短期飞行实验研究表明,微重力引起成骨细胞骨架结构重排,细胞活性和成骨分化因子的表达受到抑制,进而抑制骨形成,这一结果有待通过真实空间实验进行验证.本研究利用中国首艘货运飞船的长时程飞行机会,通过构建LifeAct-TagGFP2标记成骨细胞,实时观察微重力环境下成骨细胞微丝骨架蛋白(F-actin)的动态重组过程,分析实时图像获得空间飞行对成骨细胞形态和增殖的影响;利用茜素红染色技术,检测空间飞行7-21天后微重力引起成骨细矿化结节形成的改变.此外,通过构建CKIP-1基因沉默的成骨细胞,检测负调控子CKIP-1对微重力诱导成骨矿化能力下降的对抗作用.本文结果有助于进一步揭示空间骨质流失发生的细胞机制,对空间骨质流失对抗措施的研究具有借鉴意义.