力学拉伸刺激MSCs旁分泌对损伤肌腱细胞修复的影响及相关机理研究

一直以来，分化替代功能被公认为骨髓间充质干细胞（MSCs）参与组织损伤修复的主要方式。但最新研究表明，MSCs的旁分泌功能可能在组织损伤修复中发挥着更为关键的作用。力学拉伸刺激在临床上能够促进肌腱损伤修复，其机理是否与力学拉伸刺激促进MSCs旁分泌有关目前还无相关报道。本项目拟建立力学拉伸刺激的MSCs与损伤肌腱细胞的间接共培养模型，研究力学拉伸刺激诱导的MSCs旁分泌对损伤肌腱细胞增殖、凋亡、炎症相关因子表达、胶原合成的影响，采用Bio-Plex suspension array、ELISA、RNAi等技术揭示力学拉伸刺激MSCs旁分泌促进肌腱损伤修复的关键旁分泌信号分子，并初步探讨由关键信号分子介导的胞内信号通路。本项目的开展将有助于从MSCs旁分泌角度阐明力学拉伸刺激促进肌腱损伤修复的机理，并为深入研究调控肌腱损伤修复的分子信号通路，开发新的药物和基因治疗手段提供理论参考。

本项目针对MSCs旁分泌参与肌腱损伤修复的相关机理以及力学拉伸影响MSCs参与组织损伤修复的相关机理开展实验研究，主要研究内容包括：. 1. MSCs旁分泌对损伤肌腱细胞修复的影响及机理. 我们研究发现，MSCs条件培养基对肌腱细胞的增殖和迁移均存在促进作用。MSCs旁分泌通过激活ERK1/2信号通路促进肌腱细胞增殖，SDF-1、PDGF、IGF-1等旁分泌因子可能是该过程的主要参与者。同时，MSCs条件培养基通过影响肌腱细胞细胞骨架F-actin的重构，促进肌腱细胞的迁移。. 2. 力学拉伸刺激对MSCs参与肌腱损伤修复的影响. 我们研究发现，在我们检测的加载条件下力学拉伸不影响MSCs旁分泌对肌腱细胞增殖和迁移的促进作用。但是，10%形变，1Hz加载频率，拉伸8h能显著促进MSCs迁移并抑制MSCs的侵袭。. 3. 力学拉伸刺激调控MSCs参与肌腱损伤修复的机理. 我们研究发现，力学拉伸通过激活FAK-ERK1/2信号通路促进MSCs的迁移，但在FAK信号分子的下游，除ERK1/2外，还可能有其他信号分子参与力学拉伸对MSCs迁移能力的调控。另一方面，力学拉伸通过激活FAK，但不依赖于其下游的ERK1/2，调控MSCs MMP-2和MMP-9的活性，从而抑制MSCs的侵袭能力。. 在研究成果发表方面，项目组已发表SCI外文期刊论文4篇，CSCD中文核心期刊论文3篇，另有2篇与本项目研究内容直接相关的SCI外文期刊论文正在审稿中。部分数据还在整理完善中，预计可在2015年上半年整理成文，投稿SCI外文期刊。. 在学术交流方面，项目组邀请外国干细胞研究专家2人次到访，派出项目组成员1人次参加国际干细胞学术年会，3人次参加国内生物力学学术会议。. 在人才培养方面，本项目培养博士研究生1名，硕士研究生3名。