【摘 要】
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目的压应力在骨发育、骨重塑、骨折修复中都发挥了重要的作用.临床实践和实验研究表明,生理水平的压应力能促进骨量生成和骨小梁增粗,过度的压应力则抑制成骨.不同强度压应力对成骨产生截然不同的影响,显然应力-化学信号传导过程中某一关键步骤发生了变化.整合素是细胞接受并传递应力信号的主要途径,且细胞在不同强度的应力下表达不同的整合素亚基.EphB4和B6在成骨分化中具有促进或抑制成骨的相反作用,其表达水
【机 构】
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第三军医大学西南医院骨科;第181医院 第三军医大学西南医院骨科
【出 处】
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中华医学会第十七届骨科学术会议暨第十届COA国际学术大会
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目的压应力在骨发育、骨重塑、骨折修复中都发挥了重要的作用.临床实践和实验研究表明,生理水平的压应力能促进骨量生成和骨小梁增粗,过度的压应力则抑制成骨.不同强度压应力对成骨产生截然不同的影响,显然应力-化学信号传导过程中某一关键步骤发生了变化.整合素是细胞接受并传递应力信号的主要途径,且细胞在不同强度的应力下表达不同的整合素亚基.EphB4和B6在成骨分化中具有促进或抑制成骨的相反作用,其表达水平也与压应力的强度有关.压应力如何选择EphB4和B6并传递力学信号,其机制尚不清楚.我们推测：不同强度压应力下,EphB与整合素可能形成多蛋白复合体,启动力学-化学信号传导,进而调控MSC的成骨分化.方法我们使用自制智能化生物反应器建立了组织工程骨的压应力模型,并定义不同生物学效应所对应的压应力强度.然后用免疫共沉淀、免疫荧光等方法检测EphB4、B6与整合素、张力丝的联系.最后检测与EphB-整合素复合物有联系的蛋白,并用生物信息学技术预测EphB与整合素的结合位点.结果将促进和抑制组织工程骨中MSC成骨分化的压应力强度分别定义为适度压应力(0.5g,0.5Hz)和过度压应力(1.2g,0.5Hz).组织工程骨在不同强度压应力下培养7天后,检测到EphB4和整合素β1亚基在适度压应力表达上调并形成共沉淀,EphB6和β3亚基在过度应力表达上调并形成共沉淀.免疫荧光也印证了这一结果：不同压应力环境下,EphB4和β1亚基、EphB6和β3亚基分别共同分布在细胞表面某些区域.进一步用激光共聚焦检测发现,适度压应力下EphB4大量聚集在张力丝的起始点；过度压应力,EphB6聚集在张力丝的起始点,而B4无明显聚集.用免疫共沉淀寻找与EphB-整合素复合物有联系的蛋白,发现FAK、纽蛋白和桩蛋白在适度、过度应力下都参与EphB4的复合体,而B6的复合体没有检测到上述蛋白.用EphB6和整合素β3亚基的结构数据来模拟二者结合,获得了多个可能的结合位点.结论在不同压应力环境下,整合素聚集于张力丝后,与EphB形成复合物,再通过EphB4、B6向细胞内传递信号,实现力学-化学信号转化.纽蛋白和桩蛋白参与了EphB4-整合素β1复合体,可能放大信号或启动多个信号通路.生物信息学预测EphB与β亚基可能有直接联系,进一步的研究需要采用点突变、酵母双杂交等技术来验证二者的直接接触位点.
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