机械应力下成骨细胞外信号调节激酶ERK1/2的早期变化

目的:观察体外培养的成骨样细胞在不同机械应力下细胞外信号调节激酶ERK1/2的表达变化.方法:采用四点弯曲细胞力学加载装置系统,对人成骨样细胞进行加力:频率0.5Hz,加力板变形量4000μstrain,按5,15,30min和1h不同时间段,使细胞发生单轴牵张和压缩应变.运用West-ernBlot检测不同方向、不同作用时间的应力应变下细胞外信号调节激酶ERK1/2所产生的变化.结果:在4000μstrain的周期性应力作用时,细胞外信号调节激酶ERK1/2在5min内被迅速激活,磷酸化程度大幅升高,牵张及压缩应力均有类似表现;1h左右恢复至基态水平.牵张应力所引发的ERK磷酸化较压缩应力更强,其差异有统计学意义(P<0.05).结论:较大的应力应变可以在早期激活成骨细胞内的MAPK/ERK信号转导通路,牵张应力所产生的效应较压缩应力更为明显,机械应力参与了细胞外信号调节激酶的活化.

酪氨酸蛋白激酶抑制剂和细胞松弛素D对应力下成骨细胞ERK1/2早期变化的调控

目的观察机械应力下酪氨酸蛋白激酶(TPK)抑制剂和细胞松弛素D对体外培养的成骨样细胞细胞外信号调节激酶(ERK)1/2早期表达变化的影响。方法采用四点弯曲细胞力学加载装置系统,对人成骨样细胞进行加力:频率0.5Hz,加力板变形量4000 μstrain牵张应力作用成骨样细胞(MG-63)5min时,使细胞发生单轴牵张和压缩应变。运用Western免疫印迹检测不同方向应力应变下TPK抑制剂和细胞松弛素D对ERK1/2表达变化的影响。结果TPK抑制剂预处理后,牵张应力激活ERK的作用被明显阻断,与单纯张力组相比差异有统计学意义(P<0.01);而压缩应力的诱导作用未受影响(P>0.05);低剂量的细胞松弛素D处理后,压应力的诱导作用被明显阻断,ERK的磷酸化水平甚至低于基态,与单纯压力组相比差异有统计学意义(P<0.01),而牵张应力对ERK的激活仅受到一定程度的影响,与单纯张应力组相比差异有统计学意义(P<0.05)。结论力学信号可同时激活细胞内的细胞骨架、TPK转导通道,但各自主要激活的部分存在差别,无论是牵张还是压缩,成骨细胞对力学信号的感知和转导都与微丝细胞骨架密切相关,TPK的活化可能是牵张应力引起黏附斑复合物形成后的主要后续反应,压缩应力的主要后续反应与之关系不大。