PLGA-膠原支架上大鼠成肌細(xì)胞力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的初步研究.pdf

1、功能矯形治療借助矯治器將矯治力以及面頜部肌肉收縮產(chǎn)生的力學(xué)信號(hào)傳遞到牙、牙弓及頜骨等需要矯治的部位，使牙頜形態(tài)發(fā)生改建。矯形力引發(fā)的神經(jīng)肌肉適應(yīng)性改建，是矯形治療得以成功并保持穩(wěn)定的生理基礎(chǔ)。成肌細(xì)胞是應(yīng)力刺激的感受器和應(yīng)力刺激骨骼肌改建的效應(yīng)器，是適應(yīng)性改建的主要體現(xiàn)者。深入研究成肌細(xì)胞的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制對(duì)于闡明功能矯形過程中骨骼肌改建的機(jī)理十分必要，但以往對(duì)力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞力學(xué)研究僅局限于單層培養(yǎng)的細(xì)胞，難以在體外真實(shí)反應(yīng)細(xì)胞外基

2、質(zhì)環(huán)境的變化，并不能模擬細(xì)胞在體條件下的真實(shí)力學(xué)環(huán)境。 本研究應(yīng)用PLGA(poly lactide-co-glycolide)-膠原復(fù)合生物支架材料與大鼠成肌細(xì)胞構(gòu)建組織工程化的成肌細(xì)胞三維培養(yǎng)復(fù)合體，采用四點(diǎn)彎曲細(xì)胞力學(xué)加載裝置對(duì)其進(jìn)行力學(xué)加載，研究不同強(qiáng)度、不同時(shí)間的張應(yīng)力對(duì)復(fù)合培養(yǎng)大鼠成肌細(xì)胞整合素β1、ILK及樁蛋白paxillin表達(dá)的影響，對(duì)機(jī)械張應(yīng)力刺激作用下復(fù)合培養(yǎng)成肌細(xì)胞早期力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行初步的探討，為

3、最終揭示三維培養(yǎng)細(xì)胞的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制提供一些有參考價(jià)值的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 結(jié)果顯示： 1．靜電紡絲法制備的PLGA-膠原支架材料可得到的亞微米、納米纖維無紡織物，達(dá)到孔孔相通，且不會(huì)對(duì)復(fù)合培養(yǎng)細(xì)胞的增殖產(chǎn)生不利影響。 2．與2000μstrain的張應(yīng)力相比，4000μstrain的周期性牽張應(yīng)變對(duì)復(fù)合培養(yǎng)細(xì)胞增殖的抑制作用更顯著，并能促進(jìn)細(xì)胞一定程度的凋亡。 3．機(jī)械張應(yīng)力加載能夠促進(jìn)復(fù)合培養(yǎng)成肌細(xì)胞整合素

4、β1及ILK mRNA的表達(dá)。整合素β1及ILK mRNA的表達(dá)對(duì)于生理范圍內(nèi)的周期性單軸張應(yīng)力刺激具有時(shí)間規(guī)律性，且兩者的表達(dá)具有相似的變化趨勢(shì)。 4．相同強(qiáng)度相同時(shí)間的張應(yīng)力刺激作用下，復(fù)合培養(yǎng)細(xì)胞整合素β1及ILKmRNA的表達(dá)水平均較傳統(tǒng)單層培養(yǎng)細(xì)胞有明顯增高，且更快的達(dá)到峰值。 5．周期性單軸牽張應(yīng)變可以在加載早期通過Tyr118位點(diǎn)的磷酸化而激活樁蛋白paxillin。 6．周期性牽張應(yīng)變對(duì)復(fù)合培養(yǎng)成

5、肌細(xì)胞paxillin蛋白表達(dá)的影響，與應(yīng)力刺激的力值有關(guān)。2000μstrain的張應(yīng)力刺激，較1000μstrainl的張應(yīng)力刺激誘導(dǎo)的paxillin蛋白磷酸化激活過程更迅速、強(qiáng)度更大。 7．通過阻斷ILK的激活，能夠降低機(jī)械張應(yīng)力引發(fā)paxillin磷酸化的強(qiáng)度。 提示： 1．電紡法制備的PLGA材料具有良好的微觀結(jié)構(gòu)及細(xì)胞生物安全性，能夠滿足構(gòu)建組織工程化成肌細(xì)胞三維力學(xué)培養(yǎng)復(fù)合體的要求。 2．