不同方式运动对生长期大鼠TGFβ/BMP信号通路及骨生长的影响
2021-04-06赵常红李世昌胡晓磐
赵常红,李世昌,孙 朋,刘 媛,胡晓磐,徐 帅
软骨细胞是一种特异性骨骼细胞。生长板软骨细胞的肥大是骨纵向生长的基础,软骨细胞合成和分泌细胞外基质(extraceellular matrix,ECM)的基础。生长板的软骨细胞分为增殖层、肥大层,软骨细胞基本成列整齐排列,有序地进行增殖肥大,负责长骨的纵向生长(Sun et al.,2014)。转化生长因子 β(transforming growth factor β,TGFβ)作为调控软骨细胞分化与成熟的重要途径,在关节软骨的形成、软骨特性的维持和生长板软骨内成骨过程中发挥着重要作用,同时TGFβ是一种有效的体外诱导间充质干细胞(mesenchyma stem cell,MSC)成软骨细胞的分化剂(Wu et al.,2016),MSC聚集后,TGFβ信号进一步刺激软骨细胞增殖,同时抑制软骨细胞肥大和成熟(Song et al.,2007)。相反,BMP/Smad1、Smad5、Smad8通路的活化刺激肥大化标记Col10的表达,但随之刺激MMP13(Hellingman et al.,2011)。TGFβ抑制软骨细胞终末肥大分化,通过Smad2/3维持正常软骨(Studer et al.,2012)。纵向骨生长只发生在软骨,TGFβ1在人类已被证明可调控软骨细胞肥大化(Narcisi et al.,2012),调节生长板软骨内骨化过程实现,特别是在软骨内成骨过程中有维持静息层软骨细胞特性的作用(Kronenberg,2003;Yeung et al.,2014)。通过不同方式的运动来调节TGFβ/BMP信号通路,从而调节生长板增殖肥大影响骨纵向生长的研究目前鲜见报道。本实验采用不同方式的运动,如非负重运动(如游泳)、自负重运动(如跑步)和超自重运动(如跳跃练习)的方式,比较生长板软骨细胞肥大产生的变化,从骨组织生长的表型、细胞和细胞因子3个层面进行求证阐述。儿童青春期是身高增加的关键时期,而且SD大鼠作为研究生长板的动物模型,4周的SD大鼠相当……
