牵张应力对人骺板软骨细胞分化及凋亡的影响

作者：刘方娜; 邵景范^*; 董永辉; 郭风劲

来源：中华小儿外科杂志, 2015, 36(09): 681-685.

DOI：10.3760/cma.j.issn.0253-3006.2015.09.009

• 生长面
• 软骨细胞
• 细胞分化
• 细胞凋亡

目的观察不同强度的机械牵张应力刺激对体外培养的小儿指骨骺板软骨细胞凋亡及软骨分化的影响, 并探讨其相关机制。方法体外分离培养人骺板软骨细胞, 使用Ⅱ型胶原(COLII)免疫组化法及甲苯胺蓝染色进行鉴定。使用四点弯曲细胞力学加载装置分别对细胞进行不同强度的周期性牵张应力刺激(刺激强度分别为0 μ strain、2 000 μ strain、4 000 μ strain, 刺激时间6 h、刺激频率0.5 Hz), Annexin V/PI双染法流式细胞仪检测细胞凋亡情况, 荧光定量PCR技术检测各组细胞细胞增殖核抗原(PCNA)、凋亡相关基因(BAX、BCL-2)、软骨特征性细胞外基质(COLII、COLX)及甲状旁腺激素相关蛋白(PThrP)的mRNA表达情况。结果Ⅱ型胶原免疫组化法可见COLII大量表达。2 000 μ strain组骺板软骨细胞PCNA、COLII、COLX、PThrP mRNA相对表达量分别为1.13±0.14、9.98±0.74、9.88±1.80和5.18±0.86, 在4 000 μ strain组分别为0.06±0.01、2.19±0.08、0.95±0.09和0.29±0.04, 在对照组分别为1.00±0.12、6.73±0.62、1.00±0.08和1.00±0.14。2 000 μ strain组COLII、COLX、PThrP mRNA相对表达量及4 000 μ strain组PCNA、COLII、PThrP mRNA相对表达量, 与对照组比较, 差异均有统计学意义(P<0.05)。在4 000 μ strain的周期性牵张应力刺激下, 细胞早期凋亡率、晚期凋亡和总凋亡率分别为(4.60±0.81)%、(8.39±2.08)%和(12.99±1.48)%, 与对照组(1.01±0.32)%、(4.30±0.71)%和(5.61±1.04)%比较, 差异均有统计学意义(P<0.01)。2 000 μ strain组BCL-2、BAX mRNA比值为0.75±0.08, 4 000 μ strain组为0.39±0.11, 与对照组1.00±0.23比较, 差异均有统计学意义(P<0.05)。结论小儿指骨骺板软骨细胞的分化和凋亡受机械牵张应力所调节, 适当的牵张应力能有效促进其其软骨基质形成, 而过大牵张应力则促进细胞凋亡, 软骨相关基因表达减少, 而PThrP在这一过程中可能起重要调控作用。

• 出版日期2015
• 单位华中科技大学同济医学院附属同济医院; 郑州市儿童医院