骨髓间充质干细胞对机械张应力刺激的反应及转化生长因子-β和胰岛素样生长因子-Ⅱ的基因表达

目的探讨大鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）对机械张应力刺激的反应及力学刺激下转化生长因子-β（TGF—β）和胰岛素样生长因子-Ⅱ（IGF—Ⅱ）基因表达的规律。方法分离培养大鼠骨髓MSCs，应用四点弯曲加力系统对细胞施加单一周期的机械张应力刺激（2000με，40min）。检NMSCs细胞增殖及碱性磷酸酶（ALP）活性，并采用实时荧光定量RT-PCR检测TGF-β和IGF—Ⅱ的基因表达。结果机械张应力刺激下，MSCs的增殖活力、ALP活性以及TGF-β和IGF-Ⅱ的基因表达均显著增高。TGF-β和IGF—Ⅱ的mRNA水平在加力后瞬时达最高水平；与对照细胞比较，分别增加了51．44和8．92倍。除加力后6h有少许增高外，TGF—β和IGF—Ⅱ的表达随时间逐步下降，并于加力后12h恢复到对照组水平。结论机械张应力刺激可促进MSCs增殖，提高其ALP活性，使TGF—β和IGF-Ⅱ基因表达呈时间依赖性上调，并最终诱导MSCs向成骨细胞分化。机械力学刺激是MSCs骨向分化的关键驱动因子，对牵张成骨骨痂形成具有重要的作用。