剪切力学刺激可促进骨髓基质干细胞增殖2023-10-25 08:56:31
组织工程骨是极具潜力的治疗骨缺损等难题的方案，其修复骨缺损效果良好。力学微环境能够调控骨质生成、骨改建等活动，是提升组织工程骨修复能力的重要研究方向。骨组织为力学信号调控下的动态平衡性组织，生理性/病理性力学刺激可产生不同的生物学效应，例如促进分化或促进分解代谢。目前已有文献证实，剪切力学刺激可促进骨髓基质干细胞增殖、成骨分化，最终提高骨量，而对其“力学-骨量”调控机制的研究则是新型组织工程骨技术研发的关键所在，但目前其机制尚未完全明了。力学信号转导为细胞感受外界力学刺激，转化为生物化学信号的过程。其中，初级纤毛是重要的力学感受器，由鞭毛转运系统 维持其形态，并作为信号通路蛋白富集点调控Hedgehog、转化生长因子β/SMAD等多种信号通路，很可能是骨髓基质干细胞力学调控的重要靶点。该实验旨在从初级纤毛/IFT这一角度，提出了一种新型骨髓基质干细胞的“力学-成骨”调控机制，并揭示潜在调控靶点。该研究首次从初级纤毛/IFT角度，提出了剪切力学刺激促进骨髓基质干细胞成骨分化的内在机制，该信号通路主要通过转化生长因子β1/SMAD调控骨形成蛋白2表达来实现。转化生长因子β1通路是重要的骨代谢调控通路，主要对细胞增殖、分化、细胞外基质产生、迁移等方面进行调控。转化生长因子β1与骨形成蛋白家族多数存在于细胞外间质，在受到力学信号刺激时激活。而IFT系统维持的初级纤毛结构可感受外界力学刺激而发生形态学变化，导致其介导的通路功能改变。该研究主要建立了“初级纤毛/IFT-TGF-β1/SMAD/BMP”这样一种“结构 - 功能”之联系，提示诸多调控初级纤毛/IFT的手段可能应用于组织工程骨构建中骨髓基质干细胞成骨活性调控。
出自《初级纤毛/鞭毛转运系统介导力学反应性信号通路促骨髓基质干细胞成骨分化》作者马占华,严旭,姜岩.
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