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研究背景:随着全世界人口老龄化日趋严重以及体育竞技日趋激烈,因关节软骨退变所引起的关节疾病发病率正在与日俱增。由于关节软骨不可再生,所以全世界都在研究针对关节软骨退变所引起的骨性关节炎的治疗方法。骨髓间充质干细胞(BMSCs)作为种子细胞正在被全世界的学者研究,因其在特定条件下可以向软骨细胞分化。生物力学作为一门新兴学科,由于其可以模拟软骨细胞在人体内的力学刺激,故成为现阶段研究的热点。本课题的目的在于探讨力学刺激以及转化生长因子共作用下对骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的作用,从而为临床治疗以及组织工程的研究提供一个新的思路。目的:探讨转化生长因子-p及周期性拉伸应变在诱导BMSCs向软骨样细胞分化过程中的作用。方法:取2月龄新西兰大白兔10只,骨穿针穿入股骨髓腔内,抽取骨髓3~4ml并分离培养骨髓间充质干细胞,传至3代后随机分为4组,分别为空白组、TGF-β组,CTS组以及CTS+TGF-p组,作用1、3、6后取出相应细胞,番红O染色观察大体形态,阿尔新蓝染色检测GAG, ELISA检测上清液MMP-13及TIMP-1, RT-PCR检测Co1-Ⅱ、MMP-13及TIMP-1mRNA相对表达量。结果:番红O染色可见各实实验细胞呈长梭形或不规则三角形样改变,且各实验组较空白组细胞数量及基质分泌增多,其中CTS+TGF-β组较单独TGF-p组或CTS组细胞数量及基质分泌明显增多。TGF-β组、CTS+TGF-β组上清液GAG浓度第三天分别为(18.22±4.15)、(25.6±9.15) ng/ml较空白组(12.44±5.84)ng/ml相比均升高(P<0.05),CTS+TGF-β组上清液GAG浓度较TGF-β组、CTS组有统计学意义。TGF-β组、CTS+TGF-β组上清液GAG浓度第六天分别为(25.39±7.83)、(26.17±8.87) ng/ml较空白组(19.92±5.13)ng/ml相比均升高(P<0.05)。CTS+TGF-p组第三天Col-Ⅱ mRNA相对表达量为(6.89±0.76)ng/μl较空白组(3.78±0.90)ng/μl增高(P<0.05), CTS+TGF-β组Col-Ⅱ mRNA相对表达量较TGF-β组、CTS组有统计学意义。TGF-β组、CTS组及CTS+TGF-β组Ⅱ型胶原mRANA表达量在第六天分别为(3.91±0.53)、(5.91±0.17)及(4.06±0.61) ng/ml较空白组(2.36±0.58) ng/ml相比均升高(P<0.05)。结论:TGF-p及周期性拉伸应变均可诱导BMSCs向软骨细胞分化,而且在二者同时作用下可以促使细胞数量,基质分泌,以及Ⅱ型胶原的mRNA的表达量等均较单独采用TGF-p和周期性拉伸应变刺激时高,说明二者具有一定的协同作用。同时通过本实验可以发现在TGF-p作用3天、CTS作用6天、TGF-β+CTS共同作用3天时,BMSCs向软骨细胞分化效率最高。