适量循环压应力影响细胞骨架促进关节软骨细胞的合成代谢

背景:不同的力学刺激可以对软骨细胞的代谢水平产生影响,但其作用方式不明。目的:研究在压应力和拉应力作用条件下,参与软骨细胞分解与合成代谢基因表达水平的变化。方法:提取2周龄SD大鼠的关节软骨细胞,对原代软骨细胞进行鉴定。第1代软骨细胞施加应变量为3%和7%的循环拉应力和循环压应力,测定关节软骨细胞相关基因的改变。结果与结论:当3%的循环拉应力作用于软骨细胞时,其合成代谢基因Ⅰ、Ⅱ型胶原,蛋白多糖m RNA表达水平均降低;在3%的循环压应力下,蛋白多糖m RNA表达水平升高,Ⅰ型胶原mR NA表达水平降低(P<0.001),分解代谢基因基质金属蛋白酶13 mR NA表达水平下降(P<0.01);而当应变量达到7%时,循环拉应力和压应力会导致合成代谢相关基因普遍下降,前者还会使分解代谢基因基质金属蛋白酶13 m RNA表达水平升高(P<0.05)。3%的循环压缩比3%的循环拉伸使细胞骨架更趋向卵圆形。提示在体外,适当的循环压应力有利于维持大鼠关节软骨细胞的生长特性,而小幅度的拉应力即可降低软骨细胞的合成能力,而应力的作用可能是通过改变细胞骨架引起的。