本项目利用细胞拉伸加载装置研究了机械拉伸诱导骨髓间充质干细胞(MSC)增殖和向腱/韧带成纤维细胞定向分化过程中的力信号传递途径。结果发现拉伸加载明显促进FAK、ERK1/2的磷酸化水平;FAK抑制剂抑制了拉伸诱导的FAK、ERK1/2磷酸化,同时抑制了拉伸诱导的MSC增殖;ERK1/2抑制剂不影响拉伸诱导的FAK磷酸化,但抑制拉伸诱导的ERK1/2磷酸化和MSC增殖。提示FAK-ERK信号通路介导了机械拉伸促进MSC增殖的力信号转导过程。RhoA/ROCK 和 FAK调节拉伸诱导的MSC重排;RhoA/ROCK抑制剂、细胞骨架组装抑制剂或FAK抑制剂都能阻断拉伸诱导的FAK磷酸化和MSC重排,同时也抑制了拉伸诱导的MSC腱/韧带相关基因的表达。提示RhoA-ROCK、细胞骨架和FAK可能组成一个"信号复合物"感知拉伸信号并将力学信号转变为生化信号,在机械拉伸诱导MSC向腱/韧带成纤维细胞定向分化的力信号转导过程中起着重要作用。这些研究结果对进一步认识机械刺激调控干细胞增殖分化的机理及相关规律有重要意义,同时为临床上腱/韧带损伤的治疗及其组织工程化研究提供了定量的参考依据。
英文主题词Mechanical stretching; Bone marrow stem cells; Proliferation; Differentiation; Mechanotransduction