表观遗传调控例如最常见的DNA甲基化和组蛋白修饰，可以将修饰后的组蛋白作为一种表观遗传标记物。这些组蛋白具备不同的功能，可以反映基因的激活和抑制，如H3K4me3可以标记基因激活，H3K27me3可以标记基因抑制，并引导细胞向一个细胞谱系发展，因此该实验用这 2 种组蛋白作为观察对象。该研究表明，细胞在拉伸之后H3K4me3的表达发生变化，且这种变化不会随着机械刺激的消失而消失，在重新铺板培养14d后，H3K4me3的蛋白荧光表达仍明显高于对照组，而H3K27me3在重新铺板后，蛋白荧光表达从抑制恢复到拉伸前的水平，所以作者认为，骨髓间充质干细胞在受到机械刺激之后，会影响H3K4me3的变化，且对H3K4me3的变化产生了记忆效应。目前，已经有学者研究证实机械刺激可以导致H3K27的甲基化，该研究显示，机械刺激可以诱导H3K4me3表达升高，且细胞可以记忆这种组蛋白的变化趋势。H3K4作为Runx2 启动子区的调控组蛋白之一，GE等发现它的去甲基化也可以抑制人脂肪干细胞的成骨分化，而该研究在体外观察到细胞在拉伸后有明显的成骨效应，因此作者推测机械刺激影响了H3K4的甲基化和去甲基化水平从而促进了成骨效应，而这种成骨效应在重新铺板之后也继续保持。同时，作者发现在重新铺板14d后，从qPCR数据来看，拉伸组与对照组成骨效应之间的差异更加明显，这很可能与H3K4影响的细胞成骨分化命运有关。
 

综合来看，骨髓间充质干细胞在接受机械刺激之后，对H3K4me3的表达水平与成骨分化产生了记忆效应，作者推测H3K4me3可能是机械刺激引起细胞表观遗传记忆的关键。但是，该研究也存在着一定的局限性，仅对表观遗传常用的H3K4me3和H3K27me3进行了观察，并根据相关文献和该实验结果进行了推测，其上下游的信号通路也未完全验证，后续将进一步完善，探究机械刺激与表观遗传的成骨效应之间的具体信号通路。综上所述，机械刺激可以通过影响组蛋白H3K4的甲基化和去甲基化引起小鼠骨间充质干细胞向成骨分化的表观遗传记忆效应，但是具体机制尚不明确，仍需要进一步深入研究。

出自《骨髓间充质干细胞机械刺激成骨的记忆效应》作者陈春晓,姜乐涛,沈悦。