体外双轴拉伸应变诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨特异性标志物的表达

探讨体外双轴拉伸应变对大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)向成骨细胞分化的影响.分离4周龄SD大鼠BMSCs,将P3～ P4代rBMSCs接种于DMEM-LG完全培养基的双轴拉伸应变细胞培养小室中.当细胞生长至亚融合状态后,给予细胞施加拉伸应变,频率为1 Hz,应变幅度为1％、2％、5％,每个应变幅度均分别加载2 h/d、4 h/d、6 h/d,连续作用3d.以未受拉伸应变的rBMSCs为空白对照组.以未受拉伸应变,含100 nmol/L雌二醇(E2)培养的rBMSCs为阳性对照组.通过实时荧光定量PCR和Western blot方法检测各组rBMSCs的碱性磷酸酶(ALP)、Ⅰ型胶原(ColⅠ)、Runt相关转录因子-2(Runx2)、骨钙蛋白(OCN)mRNA和蛋白的表达量.实验结果表明:(1)E2组rBMSCs中Runx2、Col Ⅰ、ALP、OCN mRNA及蛋白表达量均明显高于空白对照组(P＜0.05);(2)1％拉伸应变组rBMSCs中ALP、Runx2 mRNA和蛋白表达量均明显高于空白对照组(P＜0.05),但与E2组相比明显降低(P＜0.05);(3)2％拉伸应变组rBMSCs中ALP、Col Ⅰ、Runx2、OCN mRNA和蛋白表达量均明显高于空白对照组(P＜0.05),其中,加载时间4 h/d组rBMSCs中Col Ⅰ、Runx2 mRNA和蛋白表达量明显高于E2组(P＜0.05);(4)5％拉伸应变组,加载时间2 h/d、4 h/d组rBMSCs中ALP、Col Ⅰ、Runx2 mRNA和蛋白表达量均明显高于空白对照组(P＜0.05),与E2组相比,加载时间4 h/d组的ColⅠ、Runx2 mRNA和蛋白表达量也明显上调(P＜0.05).本实验结果提示,雌二醇和体外双轴拉伸应变均可以诱导rBMSCs向成骨细胞分化,且拉伸应变幅度2％、加载时间4 h/d时,促rBMSCs成骨分化的作用最强.