名称:
Tensile Stress Induces Bone Morphogenetic Protein 4 in Preosteoblastic and Fibroblastic Cells, Which Later Differentiate into Osteoblasts Leading to Osteogenesis in the Mouse Calvariae in Organ Culture
摘要:
机械应力是控制骨重建的重要因素,它维持骨骼的正常形态和功能。然而,机械应力如何转化为生物应激信号的机制仍不清楚。因此,本研究的目的是探讨成骨细胞分化过程中基因表达如何变化,以及哪些细胞分化成成骨细胞。通过螺旋弹簧在培养环境下对新生小鼠颅骨骨缝施加拉应力。骨缝逐渐展开,细胞数量(包括成骨细胞)明显增加。组织化学研究表明,这种成骨细胞分化始于现有成骨细胞的周围,3h 时就可以看出。成骨细胞分化部位随时间向骨缝中心移动,导致类骨质延伸。延伸的类骨质分散区域在 48h 时可矿化。反转录‐聚合酶链反应(RT‐PCR) 揭示拉应力在 6h 时增加了骨形态发生蛋白 4 ( BMP‐4)的基因表达,此后它一直保持在高水平。这是由于在成骨细胞周围的成骨前体细胞和相邻的梭形纤维母细胞中诱导了基因。这些变化早在3h 时就很明显并持续向骨缝中心移动。成骨细胞特异转录因子 Cbfa1/Osf‐2 的表达紧随 BMP‐4 的表达, 这些基因阳性的细胞似乎分化成成骨细胞。这些结果提示,BMP‐4 可能在拉应力诱导的成骨中起关键作用,因为它通过内分泌和旁分泌方式募集成骨细胞。