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《重庆大学》 2008年
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成骨细胞对变化的流体剪应力的响应

糜丽  
【摘要】: 本研究以Wistar新生鼠颅骨成骨细胞为研究对象,通过流动腔装置施以流体剪应力,从细胞的增殖和分化角度研究成骨细胞对流体剪应力的响应,从骨保护因子(OPG)和破骨细胞分化因子(RANKL)的基因表达角度,研究力刺激对成骨细胞调控破骨细胞的影响,考察力刺激影响骨代谢平衡可能的途径,试图探索到力刺激影响骨代谢平衡的最适宜力值以及应力方式。 主要内容和结果如下: 加工了对单层细胞施以流体剪应力的流动腔装置。该装置能够提供充分发散的层流态流体,并可以通过调节流动泵的转速实现对流体流量的控制,从而改变剪应力的大小,整套装置简便,受试细胞数量大,所需灌流液可控制在30 ml以内,能够对细胞进行有效的剪应力刺激,研究表明能满足各项生化指标的检测。 运用原代组织块法培养了新生鼠颅骨成骨细胞,通过形态观察、Von Kossa染色鉴定表明具有成骨细胞的典型生物学行为。细胞经过传代培养大量扩增,可满足实验中数量的需要,并在培养至第三代用于力学实验。对成骨细胞施加5、10、15 dyn/cm2的单水平以及5-10-15 dyn/cm2的梯度增加和15-10-5 dyn/cm2的梯度降低的五种处理,每种处理的作用时间共12 h,梯度处理中的每个单水平作用4h。加载结束后收集受试细胞,进行测试。 采用PT-PCR检测成骨细胞OPG、RANKL mRNA的表达。结果显示OPG和RANKL mRNA的表达均能受剪应力作用的影响。与静态相比,10 dyn/cm2剪应力作用能促进OPG mRNA的表达。5 dyn/cm2、梯度增加和梯度减少三种剪应力处理的作用效果次于10 dyn/cm2,但是相较于静态都促进了OPG的表达,而15 dyn/cm2的剪应力却抑制了OPG的表达。就RANKL的表达而言5和10 dyn/cm2的两种处理方式较静态有所降低,其他的剪应力处理没有表现出对成骨细胞RANKL mRNA表达的抑制作用。在5和10 dyn/cm2剪应力作用使得RANKL/OPG mRNA的平衡向着OPG占优势的方向变化,这意味着这样的处理骨吸收会受到抑制。 采用流式细胞仪检测细胞周期,并计算增殖指数(proliferation index,PI),以衡量细胞增殖能力的变化。结果显示,与静态培养的成骨细胞相比5,10 dyn/cm2的剪应力具有促进细胞增殖的作用,而15 dyn/cm2以及两种梯度加载处理都不同程度的抑制了细胞的增殖。 检测了成骨细胞ALP活性和胞外钙分泌的变化,结果显示10和15 dyn/cm2剪应力处理显著的促进了成骨细胞ALP的活性,5 dyn/cm2、梯度增加和梯度减少的几种处理方式较静态而言ALP活性没有明显变化。剪应力对成骨细胞胞外钙分泌都表现出促进作用,而恒定的剪应力处理方式比梯度处理的促进效果更明显。由此认为适当的剪应力能够促进成骨细胞的分化成熟,以及矿化基质的形成。 研究结果显示,成骨细胞对梯度处理与单水平处理的响应不同,显示了成骨细胞对变化的力的响应能力。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q27

【参考文献】
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