骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 ( bone mesenchymal stem cells，BMSCs) 是一種來源于中胚層的多能干細(xì)胞，具有多向分化潛能。干細(xì)胞在體內(nèi)生長(zhǎng)的局部微環(huán)境(包括細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞因子在內(nèi)的基質(zhì)微環(huán)境和復(fù)雜的力學(xué)微環(huán)境共同組成) 對(duì)其分化走向起重要的調(diào)控作用。流 體 切 應(yīng) 力( fluid shear stress，F(xiàn)SS)對(duì)骨重塑、骨基質(zhì)細(xì)胞活性及分化起著十分重要的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，不同作用形式的 FSS 刺激可以通過調(diào)節(jié)基質(zhì)干細(xì)胞的基因表達(dá)變化，從而調(diào)控其生長(zhǎng)和分化走向。不同強(qiáng)度 FSS( 0. 2 ～ 10．0 Pa)對(duì)人 BMSCs 的遷移調(diào)節(jié)不一樣。因此，理解 BMSCs 在力學(xué)因素作用下的行為，是進(jìn)一步在組織工程中實(shí)現(xiàn)通過力學(xué)因素誘導(dǎo)其增殖、分化的基礎(chǔ)。

因此，此實(shí)驗(yàn)利用平行平板流動(dòng)腔系統(tǒng)對(duì)大鼠 BMSCs 施加不同強(qiáng)度 FSS，檢測(cè) Bmi-1 基因表達(dá)，并采用不同信號(hào)通路的特異性阻斷劑，探討其中可能的力學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在 醫(yī)用生物力學(xué) 題為《 Akt 調(diào)節(jié)切應(yīng)力誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 Bmi-1 基因的表達(dá)》。

相關(guān)實(shí)驗(yàn)示意圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、1.5 Pa FSS 作用不同時(shí)間點(diǎn)對(duì) BMSCs 中 Bmi-1 基因表達(dá)的影響

Ｒeal-time PCＲ 結(jié)果顯示，BMSCs 在流體剪切力作用 1 h 后，Bmi-1 基因表達(dá)即明顯增強(qiáng)，兩者之間有顯著性差異( P ＜ 0． 05) ；而且隨著刺激時(shí)間的延長(zhǎng)，Bmi-1 基因表達(dá)也隨之增強(qiáng)( 見圖 1) 。

2、不同強(qiáng)度 FSS 對(duì) Bmi-1 基因表達(dá)的影響

與無 FSS 刺激組相比，F(xiàn)SS 加載各組均能明顯增強(qiáng) Bmi-1 基因的表達(dá)，且呈強(qiáng)度依賴，高 FSS 組zui明顯。組間比較發(fā)現(xiàn)，Bmi-1 mＲNA 的增高，低 FSS 組和中等 FSS 組差異; 而高FSS 組 與 中 等 FSS 組相比又明顯增高 ( P ＜ 0． 05，見圖 2) 。