骨髓间充质干细胞对不同时长应力刺激的力学响应

第一作者:华闻达

2015-05-19 点击量:446   我要说

华闻达  韩东  吴迪  冯建涛  许明卿  何飞

 

  目的:通过检测骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)的弹性模量和表征细胞应力纤维结构,研究不同时长应力刺激下MSCs的力学响应特点。


  方法:利用原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)和激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope, LSCM)对体外培养的大鼠MSCs细胞骨架进行高分辨成像,同时使用带有微球的微悬臂实施微区力曲线检测,进针时间分别选择为0.1、0.5、1、5、10 s,计算并比较300 nm压入深度时MSCs的弹性模量。


  结果:大鼠MSCs的细胞骨架呈现致密交联网状结构。细胞弹性模量随应力刺激时长改变而发生明显变化,MSCs 在作用时间分别为0.1、0.5、1、5、10 s时各组弹性模量中位数和4分位数(QR)间距分别为10.02(QR=9.66)、1.94(QR=7.71)、3.63(QR=19.33)、17.15(QR=35.13)、23.52 kPa(QR=34.87)。除刺激时间极短(0.1 s)的情况,细胞弹性模量有随应力刺激时间增长而增大的趋势。


  结论:大鼠MSCs具有完善的力学承载结构,与理想弹性体不同,可对较长时间应力刺激做出主动响应,导致弹性模量上升。研究结果可以为组织工程学通过力学刺激调控MSCs行为的研究提供基础数据。

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