不同速度增加的剪应力对干细胞分化的调节

间充质干细胞(MSCs)在创伤或化学物质刺激后会被招募到肌肉骨骼系统中,在微环境的刺激下分化为骨或软骨细胞。流体剪切应力(FSS)在肌肉骨骼系统中对组织的发育、功能以及修复至关重要。前期的研究表明不同速度增加的FSS通过调节阳离子选择性通道(MSCC),细胞内钙水平和F-actin可以刺激MSCs向不同方向分化。0-0’促进MSC朝软骨向分化,相比之下,0-2’促进MSCs朝成骨向分化,0-20’引起适度的成骨和软骨形成表型(0-0’、0-2’、0-20’分别表示从静置后的0 min,在0、2和20 min内剪应力大小以线性速度从0 dyn/cm^2增加到10 dyn/cm^2)。此外,还发现20 min FSS的分化效果与5 d的化学刺激和2 d的硬度基底诱导相当,证明FSS是MSCs分化控制的有效调节手段。在本研究中继续对FSS调控MSCs分化的机制进行研究。发现0-0’和0-2’处理组Lamin A的表达量最高,0-20’处理组最低。当用siRNA将Lamin A的表达降低后发现,成骨分化的关键转录因子runx2的表达没有变化,但是软骨细胞分化的关键转录因子sox9的表达量显著降低。本研究表明,MSCs对不同的FSS具有极高的敏感度,这为训练骨质疏松症和骨关节炎患者提供参考依据。