骨生长改建与运动产生的机械应力密切相关,体育运动通过增加机械应力促进骨形成,抑制骨吸收。骨为基本多细胞单位,机械应力对骨生长改建的调节应是在整体、细胞和分子水平上的调节,要求有完善的细胞间相互识别、相互反应的胞间通讯机制。成骨细胞能识别运动负荷诱导骨髓腔内液流所产生的流动剪切应力,通过调节细胞的增殖和分化,影响骨生长改建。在骨组织中,成骨细胞与血管床的内皮细胞紧密相邻, 两者之间相互调节并共同参与
在骨组织中, 成骨细胞与血管床的内皮细胞紧密相邻,然而两种细胞之间的协同调节作用及胞间通讯机制尚缺乏清楚认识。本课题采用双荧光标记技术研究18α-GA对人胚前成骨细胞的缝隙连接胞间通讯的抑制作用,建立体外细胞共培养模式,研究人胚微血管内皮细胞和人胚成骨细胞共培养条件下相互调控的作用机制,同时建立细胞流室系统,研究流动作用下,微血管内皮细胞条件培养基对前成骨细胞增殖和分化的调节作用。研究结果发现20μM 18α-GA抑制前成骨细胞的缝隙连接胞间通讯,对细胞的增殖无调节作用,但促进了前成骨细胞的迁移、分化以及体外成骨能力。前成骨细胞和微血管内皮细胞共培养,对两种细胞的增殖无影响,但明显促进微血管内皮细胞的迁移,并在早期即开始促进微血管细胞的体外管状结构形成,前成骨细胞的分化和体外成骨能力明显增加。1ml/min的灌流作用下,微血管内皮细胞条件培养基对前成骨细胞的增殖无明显影响,但明显促进了前成骨细胞的分化能力,细胞分化过程中分泌的骨钙蛋白和骨桥蛋白水平显著增加。研究结果表明骨组织中成骨细胞和微血管内皮细胞通过缝隙连接胞间通讯相互调控,在应力环境下的骨改建中起着重要的作用。