力对组织和细胞的发育起着重要的调节作用。腱/韧带创伤的治疗目前仍然是整形外科手术中的难题,骨髓干细胞(Bone marrow stem cells, BMSCs)的增殖和多分化潜能使腱/韧带创伤的更好治疗甚至组织工程化成为可能,但关于力学加载调节骨髓干细胞分化为腱/韧带成纤维细胞的工作至今没有人做过,其机理更不清楚。本项目利用体外力学加载装置研究力学拉伸对骨髓干细胞增殖和分化的调节作用,优化出调节
力学因素对机体细胞的生长发育和功能起着重要的调节作用。本项目利用细胞拉伸加载装置研究了拉伸对骨髓干细胞(bone marrow stem cells,BMSC)增殖和分化的调节作用,优化调节BMSC增殖和定向分化为腱/韧带成纤维细胞的力学拉伸加载条件,同时考察了Collagen I对BMSC增殖和分化的调节。结果表明Percoll密度梯度离心结合差异贴壁法能有效分离培养大鼠骨髓干细胞;自行研制的拉伸装置加载频率范围0.1-1.0Hz,拉伸应变范围0-20%,加载时间人为调节,能满足细胞拉伸加载实验要求;1.0Hz、8%应变拉伸60min后,BMSC上c-fos基因表达明显上调;0.1Hz、20% 应变连续拉伸加载72h,细胞呈现成纤维样细胞表型,Collagen I、Collagen III和Scleraxis等基因表达明显增加;Collagen I对BMSC的增殖和选择分化有重要的调控作用。结果提示,适宜的拉伸可诱导BMSC增殖并定向分化为腱/韧带成纤维细胞。该研究对认识机械刺激调控干细胞增殖分化机理及相关规律有重要意义,为腱/韧带创伤的治疗及其组织工程化研究提供了定量的参考依据。