骨基质非酶糖基化交联对骨细胞力学敏感性的影响

目的微重力下骨细胞力学敏感性下降,机制不明。骨细胞突起比胞体对力学刺激更敏感,通过整合素αVβ_(3)和横向栓系结构(perlecan)与骨小管壁连接,放大突起膜局部应变。微重力下非酶糖基化NEG交联增加致基质胶原变硬,可能损害突起与基质的连接,影响骨细胞对力学刺激的感知。本研究旨在探究NEG交联对骨细胞力学敏感性的影响机制。方法用0.1 M和0.4 M浓度核糖孵育骨切片,在切片上接种骨细胞,分为CON、0.1 M和0.4 M组。HPLC检测NEG产物AGEs含量,纳米压痕检测骨基质力学性能;免疫荧光染色检测突起形态、F-actin、整合素αVβ_(3)和perlecan的表达和分布,q PCR检测突起功能相关蛋白表达,原子力显微镜检测突起弹性模量,显微注射仪给突起施加局部力学刺激检测细胞瞬时钙离子响应。结果与CON相比,0.1 M和0.4 M组骨切片AGEs含量、弹性模量及硬度显著升高。与CON相比,0.1 M组和0.4 M组骨细胞突起形态无显著改变;0.1 M组突起F-actin和整合素αVβ_(3)的荧光强度、Perlecan的基因表达、突起对局部力学刺激钙离子响应均更高;0.4 M组突起F-actin、αVβ_(3)和Perlecan的荧光强度、Perlecan的基因表达、钙响应均被抑制。结论病理水平NEG交联(0.4 M)抑制骨细胞突起力学感知结构基因及蛋白表达,影响骨细胞对力学刺激的感知能力。这有助于理解微重力下骨细胞力学敏感性改变机制。