目的:骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)因多向分化潜能,被认为是组织工程种子细胞的重要来源,如何诱导其定向分化一直是组织工程的一大难题。生物力学信号可影响BMSCs分化,但应力加载种类、强度、频率、时间长短不同,由于应力加载种类、强度、频率、时间长短不同,故BMSCs分化方向及分化程度不同,细胞在受力过程中,细胞-细胞外基质相互作用、细胞骨架、等均发生不同程度的改建和功能的变换。本实验通过不同强度单轴循环拉伸力学刺激检测山羊骨髓间充质干细胞(goat bone marrow mesenchymal stem cells,gBMSCs)细胞骨架改建及细胞功能的变化。方法:1.体外分离、培养gBMSCs,细胞形态学观察;2.检测加载不同强度10%、15%、20%拉伸应力对gBMSCs细胞形态及细胞增殖能力的影响;3.甲苯胺蓝及天狼猩红染色对加载不同强度拉伸应力的gBMSCs进行鉴定及相关软件进行细胞计数分析;4.Ⅰ型胶原免疫组化染色对加载不同强度拉伸应力的gBMSCs进行鉴定及相关软件进行细胞计数分析;5.免疫荧光染色检测不同单轴循环拉伸应力刺激对gBMSCs细胞骨架改建的作用。6.实时荧光定量反转录聚合酶链式反应(RT-qPCR)观察不同强度拉伸应力下骨髓间充质干细胞特异性基因的表达变化。结果:1.加载不同强度的拉伸应力,在15%和20%强度下,细胞明显伸长且垂直于拉伸应力的方向(Y)轴;2.MTT结果显示诱导组10%强度和15%强度下,可促进骨髓间充质干细胞生长增殖,流式细胞术结果显示诱导组10%和20%细胞的增殖活性明显增强。3.甲苯胺蓝染色均呈阳性,胞质呈紫红色,诱导组10%强度和15%强度拉伸应力加载gBMSCs糖胺多糖含量(Glycosaminoglycan,GAGs)均明显增加;天狼猩红染色均呈阳性,纤维紧密排列,呈红色,诱导组10%强度和20%强度拉伸应力加载gBMSCs胶原含量均明显增加;4.Actin荧光免疫染色,诱导组及阴性对照组细胞骨架结构完整,诱导组骨架纤维变纤长,但其诱导组荧光强度较阴性对照组明显减弱;抗-Vinculin免疫荧光染色,10%拉伸应力诱导组荧光强度明显增强于阴性对照组及其他两组诱导组;5.RT-q PCR检测gBMSCs相关基因(CollagenⅠ、collagenⅡ、GAGs、Vinculin)的相对表达量显著高于阴性对照组(P<0.01),与其相反,α-SMA的相对表达水平10%应力组下降至对照组的35%,15%应力组下降至对照组的29%,20%应力组下降至对照组的20%;其中ColⅠ:20%强度诱导组表达量显著高对照组及其他两组实验组,ColⅡ:10%、20%强度诱导组显著高表达于对照组及其他实验组,GAGs:10%、15%强度诱导组表达明显高于对照组及其他实验组,Vinculin:10%强度诱导组较对照组及实验组明显高表达。结论:1.20%强度拉伸对诱导gBMSCs向纤维软骨样细胞分化具有一定的促进作用;2.加载单轴循环拉伸应力可定向诱导山羊骨髓间充质干细胞向纤维软骨样细胞方向分化。