摘要: 口腔正畸矫治借助“力”的作用在颌骨、牙槽骨内部产生生物力学反应，使其发生骨改建。成骨细胞既是力学感受器又是应力刺激骨组织生长改建的关键细胞，在骨形成和骨改建过程中占据中心调控地位。深入研究成骨细胞的力学信号转导机制对于阐明正畸矫治中... 展开 口腔正畸矫治借助“力”的作用在颌骨、牙槽骨内部产生生物力学反应，使其发生骨改建。成骨细胞既是力学感受器又是应力刺激骨组织生长改建的关键细胞，在骨形成和骨改建过程中占据中心调控地位。深入研究成骨细胞的力学信号转导机制对于阐明正畸矫治中骨改建的机理十分必要，但目前张、压应力刺激早期成骨细胞的力学信号转导机制尚不清楚，有待进一步研究。 本研究采用自行开发设计的四点弯曲体外细胞加载装置(专利号ZL01256849.X)，以成骨样细胞株MG63为研究对象，观察不同性质、不同强度、不同作用时间应力刺激早期对成骨细胞力学应答及其信号分子整合素(integrin，α5、α6、β1)，粘着斑激酶(FAK)及环氧合酶2(COX2)表达的影响，深入探讨张、压应力刺激早期成骨细胞的力学信号转导机制及其与功能状态之间的关系，为临床及机理研究提供依据。 结果显示： 1．四点弯曲体外细胞加载装置可对贴壁生长的成骨样细胞MG63加载生理水平的张、压应力，加载前后细胞生长良好；但超生理水平的应力加载容易使细胞脱落死亡。 2．张应力刺激早期促进成骨细胞增殖，但压应力刺激早期成骨细胞增殖无明显变化。2000μstrain应力刺激1小时，张力组进入DNA合成期的细胞比例及细胞增殖指数显著高于压力组。 3．成骨样细胞MG63膜表面整合素α5、α6、β1在生理水平张应力刺激下表达上调，但超生理水平的应力刺激使整合素α5、α6、β1表达下调。张、压应力刺激早期均可激活整合素α5、α6、β1，但对整合素表达的影响不同。 4．张应力刺激早期可诱导粘着斑激酶FAK酪氨酸磷酸化激活，压应力对FAK的激活作用不明显；FAK磷酸化水平张应力高于压应力。 5．张、压应力刺激早期均可诱导环氧合酶COX2基因及蛋白表达水平上调，且基因与蛋白的变化趋势基本一致；张应力诱导C()X2基因及蛋白表达上调的时相均较压应力晚，但加力1小时张应力对C()X2蛋白的诱导强度高于压应力。 6．环氧合酶抑制剂吲哚美辛可明显抑制张应力刺激早期引起的成骨细胞增殖效应，但对成骨细胞分化的影响不大，与对照组相似。 提示： 1．四点弯曲体外细胞加载装置能精确加载周期性应力应变，可满足研究生理水平应力刺激下细胞力学应答的需要。生理水平应力适宜细胞生长，超过生理水平的应力会破坏细胞的粘附，容易造成细胞死亡；提示临床正畸矫治时宜采用生理水平的应力，不宜采用超过生理限度的重力。 2．整合素α5、α6、β1，FAK及COX2参与了成骨细胞早期力学信号转导，但张、压应力刺激早期成骨细胞的力学信号转导机制不同，张应力对整合素，FAK及COX2激活效应较压应力明显。 3．张应力作用早期诱导成骨细胞整合素α5、α6、β1，FAK及COX2表达上调，这些信号分子可能参与了张应力早期促进成骨细胞增殖的力学信号转导机制。 综上所述，生理水平应力刺激可满足细胞生长良好的需要，超过生理限度的应力不利于细胞生长。整合素α5、α6、β1，粘着斑激酶FAK及环氧合酶COX2参与了生理水平应力刺激早期成骨细胞的力学信号转导；可能介导了张应力刺激早期促进成骨细胞增殖的效应。 收起