循环牵拉对大鼠跟腱来源肌腱干细胞c-fos基因表达的影响

目的 探讨机械刺激对大鼠跟腱来源肌腱干细胞(tendon stem cells,TSCs)立早基因c-fos表达的影响.方法 取8周龄雄性SD大鼠跟腱组织,用酶消化法分离、培养TSCs,取第3代细胞用于实验.利用单拉循环牵伸载荷模型在1 Hz条件下,分别用4％和8％牵拉强度牵拉细胞,并在牵拉0、5、15、30、60、120 min后收集细胞进行实时荧光定量PCR检测,观察c-fos mRNA相对表达量随牵拉时间的变化,并找到表达最高时间点Tmax.然后分别用2％、4％、6％、8％和12％的牵拉强度,在牵拉Tmax时收集细胞,观察c-fos mRNA相对表达量随牵拉强度的变化.接着分别用2％、4％、6％、8％和12％的牵拉强度,对TSCs经0、5、15 min短时间牵拉后静置至Tmax,观察c-fos mRNA相对表达量经短时刺激后的变化情况.最后分别用4％和8％牵拉强度牵拉细胞0、Tmax120 min,检测成肌腱分化标志基因Ⅰ型胶原、腱调蛋白(tenomodulin,TNMD),成骨分化标志基因Runx2、远端缺失基因5 (distal-less homeobox 5,Dlx5),成脂肪分化标志基因脂肪酸结合蛋白4(fatty acid binding protein 4,FABP4)的表达情况.结果 与0 min相比,在4％和8％牵拉强度下,c-fos mRNA相对表达量在牵拉15 min时显著升高(P＜0.05),30 min时出现峰值(P＜0.05),至60 min时表达量恢复至起始水平(P＞0.05);故Tmax为30 min.牵拉30 min时,2％的牵拉强度即可使c-fos mRNA相对表达量升高,且6％、8％和12％牵拉强度较2％、4％牵拉强度进一步升高,差异均有统计学意义(P＜0.05).经过5 min的短时间牵拉,并静置至30 min时即可使c-fosmRNA相对表达量升高(P＜0.05).4％牵拉强度下,在牵拉30 min和120 min时,各分化标志基因相对表达量与0 min比较差异均无统计学意义(P＞0.05);而8％牵拉强度下,在牵拉30 min时,Runx2基因相对表达量显著升高,在牵拉120 min时,Ⅰ型胶原、TNMD、Dlx5、Runx2等基因相对表达量均升高,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 循环牵拉能够影响大鼠跟腱来源TSCs立早基因c-fos的mRNA表达,并且呈时间和强度依赖性;提示机械刺激的时间和强度可能在作用早期即对TSCs的分化产生影响,对进一步研究TSCs机械-细胞内信号耦联机制具有重要意义.