力学刺激对大鼠成骨细胞Integrinsα2、β1、β3表达和细胞增殖、合成功能的影响

探讨在成骨细胞中Integrins调节力学信号转导可能的分子机制和周期性双轴力学应变对成骨细胞增殖与合成功能的影响.将3月龄雌性SD大鼠颅顶骨分离的成骨细胞在含10%胎牛血清的F-12培养液中培养并接种在Flexercell type I dish中.当细胞生长至亚融合状态(Subconfluence),给细胞施加力学刺激,频率为1 Hz, 力学刺激分别为400、1 000 、4 000 μ strain;作用时间分别为每天30 min,2 h,4 h,和8 h,共加载2 d.以未受力学刺激的细胞为对照组,受力学刺激的细胞为实验组,并进行比较.采用流式细胞技术测定和分析Integrins α2,β1,β3在成骨细胞膜上的表达量、细胞周期分布与细胞增殖变化;采用同位素标记方法检测成骨细胞骨钙素、I型胶原C端前肽(PICP)和总蛋白的分泌量.结果表明: (1)在3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面有Integrins α2,β1,β3的表达,β1的表达最高.(2)周期性双轴力学应变对3月龄雌性SD大鼠成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3的表达量有明显上调作用,但不同强度、不同作用时间的力学应变对成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3表达量上调的作用亦不相同,而β3对力学刺激最敏感;在4 000 μ strain力学刺激下,成骨细胞膜表面Integrins α2,β1,β3表达量上调最为明显;(3)周期性双轴力学应变400、1000 μ strain的力学刺激可提高成骨细胞的增殖与合成分泌功能;在4 000 μ strain力学刺激下,可明显增加成骨细胞的增殖功能但成骨细胞的合成分泌功能明显受抑制.在我们实验中,3月龄雌性SD大鼠成骨细胞对力学应变的这些反应提示:(1)Integrins α2,β1,β3表达量随着应变幅度值增大而增高.(2)Integrins α2、β1、β3的表达量的变化与成骨细胞的增殖分化功能有密切的相关关系,在低应变幅度值,随Integrins α2、β1、β3的上调,可增加成骨细胞的增殖与合成分泌功能;在高应变幅度值,随Integrins α2、β1、β3的上调,可明显�