机械牵张力促进小鼠骨髓间充质干细胞的成骨向分化

目的旨在研究p38分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号通路和转录因子Osterix在间断性机械牵张力刺激下促进小鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)成骨向分化的作用机制。方法将C57BL/6J小鼠BMSC分为空白对照组、牵张力组和牵张力阻断组(p38MAPK通路抑制剂SB203580+牵张力),采用Flexercell体外细胞力学加载装置,施加频率为0.5 Hz、形变率为0.8%的牵张力,每天2次,每次30 min,分别在实验第1、3、5 d收获BMSC。实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测成骨基因ALP、COL I、OCN的m RNA水平变化情况,Western blot检测P-p38-MAPK蛋白的表达情况。通过小干扰核糖核酸(si RNA)技术沉默小鼠BMSC的osterix基因,Western blot检测Osterix蛋白的表达情况,RT-PCR检测成骨相关基因ALP、COL I、OCN的mRNA水平变化情况。结果牵张力作用后,可观察到成骨相关基因ALP、COL I、OCN及转录因子Osterix的m RNA水平增高。沉默osterix后,小鼠BMSC成骨相关基因ALP、COL I、OCN的m RNA水平也随之降低。Western blot结果显示,牵张力组小鼠BMSC中Osterix和P-p38-MAPK的蛋白质水平明显高于对照组(P<0.05)。SB203580作用后,小鼠BMSC成骨相关基因ALP、COL I、OCN和osterix的m RNA水平降低。结论间断性牵张力可通过活化p38MAPK-Osterix通路促进小鼠BMSC成骨分化。