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异常负荷会改变细胞外基质的组成2023-06-19 09:16:47

在BI等的实验中,那些缺乏双糖链蛋白聚糖和纤维调节素基因的小鼠肌腱中发生了异位骨化,同时软骨细胞标记物也增加,其原因之一是由于细胞外基质成分的变化导致肌腱干细胞生态位的平衡被破坏。当肌腱干/祖细胞中双糖链蛋白聚糖和纤维调节素缺失时,会刺激骨形态发生蛋白2的升高,而骨形态发生蛋白2通过Smad1-Smad5-Smad8途径增加Runx2的表达,从而促进骨形成。

虽然机械负荷是肌腱发育的必要条件,但异常负荷会改变细胞外基质的组成和细胞因子的活性,从而破坏生态位的平衡,引起肌腱损伤。过度机械刺激是钙化性肌腱病发生的原因之一。在一项体内研究中,NIE等发现,对从大鼠髌骨肌腱中分离出的肌腱干/祖细胞施加8%的单轴机械拉伸负荷,导致其向脂肪细胞、软骨细胞和骨细胞分化。在这项研究中,机械应力通过激活哺乳动物雷帕霉素信号通路诱导肌腱干/祖细胞向非肌腱系分化。
 
在体外实验中,对大鼠肌腱干/祖细胞施加8%的单轴机械张力,通过Wnt5a/Wnt5b/JNK信号通路诱导肌腱干/祖细胞分化为成骨细胞。除此之外,还观察到脂肪相关基因的mRNA表达增加。然而,另一项研究表明,Wnt5a-RhoA途径也可以介导肌腱干/祖细胞向骨细胞的分化,在体外,用体积分数2%单轴机械刺激3次(3,7,10d) 大鼠肌腱干/祖细胞后发现,Runx2、Alpl和Col2a1(成骨标记物 )显著增加;除此之外,在单轴机械张力刺激下,RhoA(一种成骨调节剂 )在大鼠肌腱干/祖细胞中被激活;同时,单轴机械张力上调了Wnt5a的mRNA表达,这表明单轴机械刺激通过Wnt5a-RhoA通路介导肌腱干/祖细胞向骨细胞分化。
 
出自《影响肌腱干细胞分化的因素》作者逯静薇,吕可馨,蒋莉。