BMSCs的機械反應運動與骨骼健康之間的關系
瀏覽次數:851 發布日期:2022-3-16
骨骼是我們體內最大的承重器官,它為運動和保護提供機械完整性。在整個生命周期中,骨組織會經歷不斷的骨損傷和骨重塑,以促進骨穩態。骨的存在和結構取決于骨細胞的形成、數量和活性,這些因素受機械和化學刺激、受體和信號轉導、轉錄和翻譯、遺傳、營養和內分泌等多種因素的調控。
先前的研究表明,骨髓間充質干細胞(BMSCs)及其譜系分化的后代(如成骨細胞)和骨細胞在骨骼中具有機械敏感性。許多關于 BMSC 機械敏感性的研究表明,BMSC 在運動誘導的骨量增加中有著核心作用。
作為一種多能細胞,BMSCs 在不同負荷條件下可分化為軟骨細胞、成骨細胞和脂肪細胞。而且適當強度的恒定負荷能夠將 BMSCs 的分化方向由成脂向成骨轉變。此外,流體剪切應力(FSS)誘導的 BMSCs 增殖的增加也有助于骨細胞總數的增加。因此,根據 BMSCs 的機械力學能力,建立了運動與骨質量增強之間的直接聯系。
了解機械信號如何調節 BMSCs 中的信號通路具有重要意義,通過它可以解開運動對骨形成影響的奧秘。溫州醫科大學附屬第二醫院育英兒童醫院、廣州體育學院、上海體育學院的合作團隊的一項研究綜述討論了運動對 BMSCs 活性的影響以及負荷條件下信號通路的變化。
最近的研究已經建立了基于 BMSCs 的機械反應的運動與骨骼健康之間的密切關系。到目前為止,已經充分證實,適當強度的恒定負荷可以促進骨髓間充質干細胞的增殖和成骨分化。因此,長期的負重運動被認為對維持不同生命階段的骨量最有效。BMSC 機械反應還為大骨缺損愈合和組織再生提供了有前景的策略。BMSC治療和生物材料的結合可能是未來骨組織愈合的可靠選擇。
參考文獻:Sun, Y., Yuan, Y., Wu, W. et al. The effects of locomotion on bone marrow mesenchymal stem cell fate: insight into mechanical regulation and bone formation. Cell Biosci 11, 88 (2021). https://doi.org/10.1186/s13578-021-00601-9
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