【摘 要】
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(引言)骨组织在整个生命过程中不断地受到各种力的作用而相应地调节其质量、密度和内部结构.骨在生理载荷作用下成骨和破骨保持动态平衡；而在失重、高加速度(高G)、过载等极端力学作用下，成骨和破骨平衡遭到破坏.研究力学过载刺激对成骨细胞增殖、分化和矿化的影响及其作用机制对治疗极端过载力学环境下骨损伤具有重要的现实意义.(方法)将培养的MC3T3-E1 细胞分为过载组和对照组，采用四点弯曲力学加载装置给成
【机 构】
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天津医科大学总医院,天津300052;军事医学科学院 卫生装备研究所,天津300161 军事医学科
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(引言)骨组织在整个生命过程中不断地受到各种力的作用而相应地调节其质量、密度和内部结构.骨在生理载荷作用下成骨和破骨保持动态平衡；而在失重、高加速度(高G)、过载等极端力学作用下，成骨和破骨平衡遭到破坏.研究力学过载刺激对成骨细胞增殖、分化和矿化的影响及其作用机制对治疗极端过载力学环境下骨损伤具有重要的现实意义.(方法)将培养的MC3T3-E1 细胞分为过载组和对照组，采用四点弯曲力学加载装置给成骨细胞施加过载力学刺激作为过载组.应用四唑盐(MTT)比色法对成骨细胞的增殖活性进行检测；应用RT-PCR 和 Western Blot 技术检测成骨细胞标志基因及蛋白的转录和表达情况(如COL I、ALP、OCN 等)；应用特异性荧光染料分别标记微丝蛋白和细胞核，在激光共聚焦显微镜下观察细胞骨架的变化；应用茜素红染色观察钙结节形成数量，评估成骨细胞矿化能力.(结果与讨论)与对照组比，力学过载组明显抑制成骨细胞的增殖活性(p＜0.05)；RT-PCR 和 Western Blot 结果表明，力学过载刺激抑制成骨细胞分化标志基因及蛋白的表达(p＜0.05)；在激光共聚焦显微镜观察下，力学过载组的细胞皱缩变形、微丝排列紊乱、骨架排列疏松、方向性差及骨架破碎等现象，细胞核未见明显变化；茜素红染色结果表明，力学过载环境抑制成骨细胞钙结节形成；免疫荧光显微镜观察下，过载力学刺激抑制Wnt 信号通路中β-catenin 蛋白的表达及抑制其向核内转移.(结论)过载力学刺激通过影响经典Wnt/β-catenin信号通路下调了Runx2 的表达，进而抑制成骨细胞的增殖、分化及矿化.
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