间歇张应力对骨质疏松大鼠骨髓基质干细胞骨向分化中细胞骨架的影响

摘要

背景：细胞骨架在力学信号的传递中发挥着重要作用，间歇张应力可促进骨髓间充质干细胞的骨向分化，但关于骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的细胞骨架在间歇张应力作用下骨向分化中的变化尚无相关报道。目的：探讨间歇性张应力在骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化过程中对细胞骨架的影响。方法：建立大鼠骨质疏松模型，提取骨髓间充质干细胞进行体外培养，用FX-4000T Flexcel 对细胞施加不同强度的间歇性张应力（5%，10%，15%），对照组不予施力，碱性磷酸酶染色明确骨向分化情况，激光共聚焦显微镜观察并应用Image ProPlus6.0软件进行分析，测定细胞面积、长宽比及骨架蛋白F-actin的积分荧光强度。结果与结论：力学作用下，骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞的排列基本垂直于加力方向，所选幅度皆可促进细胞骨向分化，以10%应变组碱性磷酸酶染色最深，15%张应力组细胞排列出现连续性中断。加力后，细胞骨架发生适应性改建，F-actin纤维束平行排列似栅栏状。图像分析显示：间歇性张应力刺激下，骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞面积减小（10%，15%应变组）、长宽比增加（10%，15%应变组）、F-actin表达量增加（5%，10%，15%应变组），与对照组比较差异有显著性意义（P＆0.05）。由此可得，力学刺激下，在骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞骨向分化的过程中，细胞骨架结构发生了相应改建。