骨组织的大小、形状以及内部结构受到力学刺激的调控。成骨细胞,作为骨组织内的力学感应单元之一,对存在于骨组织中流体剪应力(FSS)刺激具有力学敏感性,并在FSS刺激作用下对骨组织产生促生成的作用。近期的研究表明,骨组织在持续的力学加载中逐渐的丢失对力学刺激的敏感性,而插入的间歇时间能够促使其力学敏感性恢复,但相关细胞水平的机理尚不明了。结合成骨细胞细胞骨架中的微丝(F-actin)与细胞内钙离子信号的双向调控作用,本文设F-actin强度在成骨细胞受到单向稳定流体剪应力(sFSS)加载后力学敏感性的恢复过程中起主导作用。　　为了验证这一设想,我们首先使用MC3T3-E1成骨细胞以及骨髓充间质干细胞(BMSCs)作为研究对象,并对其进行10dyn/cm2的sFSS加载,在休息不同的时间(0,10以及30分钟)后对其进行再次加载。我们发现在加载后插入30分钟的间歇时间能够使得两种细胞的力学敏感性得到恢复。通过使用MC3T3-E1细胞作为重点研究对象,对其进行3分钟sFSS加载,在休息0,10以及30分钟后对其进行再次进行相同的sFSS加载,我们发现插入长期间歇时间的加载相对于插入短期间歇时间的加载以及持续加载的力学加载在碱性磷酸酶活性的提升上作用较明显,且细胞的力学的敏感性呈先下降后升高的趋势:细胞在休息0,10以及30分钟后相对第一次加载的钙峰倍数增加分别恢复了0％,79.7%以及112.2%,而响应率分别恢复了0%,37.5%以及137.5%。通过结合使用阻滞剂对力学敏感型通道进行阻断的实验数据,我们发现力学敏感型通道的开放程度在此过程中起主导作用:细胞中力学敏感型通道在第一次加载时以及不同间歇时间(0,10以及30分钟)后对钙离子信号钙峰倍数增加的贡献率分别为48%,0%,33.3%以及57.6%;对响应率的贡献率分别为27.3%,0%,18.5%以及41.9%。通过对相应时间点细胞中F-actin进行染色,我们发现首次加载后F-actin的强度呈先上升后下降的趋势;(细胞中连续的F-actin的密度由加载前的8.21±4.25升高至sFSS加载后的15.25±2.26,加载后休息10分钟后细胞中F-actin的密度显著增加为35.28±1.91,随着间歇时间延长至30分钟,F-actin的密度降低至15.33±1.23)。结合鬼笔环肽(Phalloidin(Phall)),一种F-actin的稳定剂对F-actin聚合/解聚合作用的抑制后测得的钙离子信号数据,我们认为,成骨细胞细胞骨架中的F-actin通过调控成骨细胞中力学敏感型通道开放程度参与了细胞力学敏感性的恢复。　　为了进一步验证细胞骨架中微丝对成骨细胞力学敏感性调控作用,我们使用前列腺素E2(PGE2),一种具有促进骨生成作用的调控分子对成骨细胞进行处理,研究其对细胞力学敏感性的调控作用。既往研究表明,PGE2能够促进静态培养的成骨细胞DNA合成以及细胞增殖,但截至目前,其在处于加载过程的成骨细胞中的作用尚不明了。通过结合PGE2在骨组织中的促生成作用与成骨细胞力学敏感性的调控过程,我们发现,dmPGE2能够显著的提高细胞对后续sFSS加载的[Ca2+]i响应(dmPGE2处理组1.57±0.37以及86.5±9.3%vs.空白组中的1.26±0.53以及16.3±8.4%)。结合本文中Phall对dmPGE2诱导的细胞力学敏感性恢复的抑制作用(Phall处理组1.28±0.2以及45.7±22.3%vs.dmPGE2处理组1.57±0.37以及86.5±9.3%),我们认为F-actin同样在细胞力学敏感性的调控过程中起参与作用。在后续的实验中,我们使用dmPGE2对受到sFSS加载后的细胞中F-actin的变化进行研究,发现dmPGE2能够加速F-actin强度的降低过程。通过使用8溴-环单磷酸腺苷(8br-cAMP,一种PKA信号通路的激活剂)以及蛋白激酶A寡肽阻滞剂(PKI)对受到sFSS加载后的细胞中F-actin的变化进行研究,我们发现8br-cAMP能够模拟dmPGE2对F-actin的调控作用,而PKI抑制了dmPGE2的作用。因此,我们推断PGE2通过加快细胞骨架中F-actin强度的恢复过程,降低细胞硬度,增加力学敏感型通道的开放程度的途径来恢复细胞的力学敏感性,进而提升骨生成作用;而PKA信号通路参与了该调控过程。　　综上所述,本文的研究结果表明,成骨细胞中的F-actin能够通过调控力学敏感型通道的开放来调控细胞在sFSS加载后以及PGE2药物处理过程中的力学敏感性。本文的结论能够为解答成骨细胞力学敏感性的丢失以及PGE2在骨组织中的促生成作用提供重要的理论依据;并且为骨生成相关疾病的治疗提供一种新的途径。