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周期性机械应力作用下肺腺癌A549细胞的增殖
本文应用Flexercell-4000柔性基底加载系统研究了不同波形及频率的机械拉伸对肺腺癌细胞增殖的影响.结果表明,在胶原-Ⅰ柔性基底膜应变为0～ 20％,频率30次/min、40次/min、50次/min及60次/min的拉伸刺激2h后,采用Image-pro图象分析软件测定,方波刺激下细胞的增殖率明显降低,且拉伸频率越高时间越长,抑制作用越强；心形波、正弦波及三角波刺激下细胞增殖率与对照组比较无明显差异.研究表明,方波与较高频率的组合刺激对肺腺癌细胞的生长增殖具有明显的抑制作用.
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力学刺激对角膜成纤维细胞碱性成纤维细胞生长因子表达的影响
目的 研究在体及离体条件下不同力学环境对碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)表达的影响,探索力学因素在准分子激光原位角膜磨镶术(laser assisted in situ keratomileusis,LASIK)术后角膜损伤修复中的作用.方法 建立不同切削量的LASIK手术动物模型,使在体角膜处于不同力学环境中,并于LASIK术后1周和1月处死实验动物提取组织蛋白.此外,采用Flexcell 4000细胞力学加载系统对原代提取的兔角膜成纤维细胞施加频率为0.1 Hz、拉伸幅度分别为5％、10％和15％的周期性机械拉伸,并于拉伸后6h和24h后取细胞培养液上清.采用ELISA方法检测bFGF含量.结果 LASIK术后1周,角膜基质床残余30％组与对照组相比,bFGF含量显著增高(P＜0.05)；术后1月同落至正常水平,各组之间无显著性差异.不同时间点同一手术方式之间比较发现,仅30％组1周和1月有显著差异(P＜0.05).体外周期性拉伸实验表明拉伸6h后,15％拉伸组bFGF含量较对照组显著增高(P＜0.05),24h后显著性降低(P＜0.05).结论 力学因素参与了早期角膜组织及角膜成纤维细胞bFGF表达的调节,bFGF在LASIK术后角膜组织修复中发挥了一定作用.
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周期性机械拉伸对类风湿关节炎和骨关节炎成纤维样滑膜细胞BMP-2表达的影响
目的:研究周期性拉伸对类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)和骨关节炎(osteoarthritis,OA)成纤维样滑膜细胞(fibroblast-1ike synoviocytes,FLS)中骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)表达的影响,探讨力学刺激在不同病理过程中对滑膜组织的作用.方法:在正常条件和炎症条件下使用Flex cell 4000周期性力学加载系统,分别对正常、BA、OA来源的人膝关节FLS施加连续2h和6h的6%、0.5Hz的拉应力,比较测定BMP-2 mRNA表达的差异性.结果:2h的机械拉伸对3种FLS中BMP-2 mRNA的水平均无显著性影响,6h的机械拉伸能够显著升高RA FLS中BMP-2 mRNA的水平.炎症因子(IL-1β)作用2h对正常FLS无显著影响,作用6h使其中BMP-2 mRNA的水平显著升高;IL-1β作用2h和6h均使RA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高,但只有作用2h才使OA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高,作用6h对OA FLS中BMP-2 mRNA的水平无显著影响;炎症因子和力学刺激共同作用2h使正常和RA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高,作用6h使正常、RA、OAFLS中BMP-2 mRNA水平均显著升高.结论:正常、HA、OA FL5中BMP-2 mRNA对于力学刺激和炎症因子的响应不同,结果提示在RA和OA发病机制中,炎症因子的影响可能比力学刺激更强;力学刺激和IL1β共同作用6h后对OA FLS中BMP-2 mRNA产生协同效应,提示两者联合作用对OA病情发展具有一定作用.
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正弦波刺激对人肺腺癌细胞粘弹性的影响
目的 通过FX-4000柔性基底加载系统研究正弦波拉伸培养对体外人肺腺癌A549细胞粘弹性的影响.方法 采用微管吸吮技术考察A549细胞的粘弹性特性,将不同拉伸幅度培养下的A549细胞与对照组细胞粘弹性进行对照,选择三参数标准线性固体模型拟合实验结果并用三个粘弹性系数比较各组A549细胞的力学性质.结果 在胶原蛋白基底膜上,正弦波、频率0.5Hz、加载4 h时,与对照组比较,15%的拉伸应变组A549细胞的粘弹性系数k1、k2和μ值均有所降低;与1.5%的拉伸应变组A549细胞的粘弹性系数比较无明显差异.结论 15%的拉伸应变刺激培养后A549细胞更容易变形,细胞刚性有所减小.癌细胞粘弹性的改变可能影响到浸润和转移特性以及癌细胞与其微观力学环境的相互作用.
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转变基底周期拉伸方向对细胞取向的影响
细胞在周期性拉伸的作用下,会发生长轴垂直于大主应变方向的取向调整,已经被很多研究者的研究证实,现在的问题是取向调整是否由周期拉伸的方向决定?加载方向转变后,细胞的取向是否会跟随调整呢?同时由于周期拉伸前细胞的取向是随机的,因此仅靠对细胞施以一次性的周期拉伸难以全面反映取向调整的过程.假如对周期拉伸作用后已经取向一致的细胞转变加载方向再次加载,可以对研究周期拉伸下细胞取向调整的过程做出很好的补充,对于组织工程研究在体外如何实现对细胞排布的有效控制也是有益的.我们选择在体内主要受拉伸刺激的血管平滑肌细胞(VSMCs)作为研究对象,利用自行研制的弹性膜圆管膨胀加载装置,和计算机图像处理系统,对这一问题做了一些探索.
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周期性拉伸对成骨细胞基质合成、矿化和分化的影响
用四点弯曲加载装置研究拉伸对成骨细胞胶原合成、矿化和分化的影响.细胞在1500με加载24 h.从三个方面评价成骨细胞对机械信号的响应:胶原合成,胞外无机钙质分泌和碱性磷酸酶(ALP)活力.结果表明1500με加载抑制了成骨细胞的胶原合成、钙质分泌和ALP活力,证实该应变水平的周期性拉伸降低了细胞的生理活性.
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周期性机械拉伸对C2C12成肌细胞增殖的影响
目的:探讨不同的周期性拉伸应变条件对C2C12成肌细胞增殖的影响.方法:周期性拉伸的各种力学条件通过BioFlex加载系统实现,采用应用流式细胞术和BrdU法对拉伸应变下的细胞增殖动力学变化进行分析,反映成肌细胞增殖情况.结果:不同的周期性机械拉伸条件影响C2C12细胞的增殖,拉伸的频率对C2C12细胞增殖有较大的影响.在0.5Hz拉伸频率下,2.5%、5%和10%的细胞变形幅度都不能促进细胞的增殖,其中10%(0.5Hz)的拉伸幅度抑制C2C12成肌细胞的增殖;而在0.125Hz拉伸频率下,10%的细胞变形幅度明显地促进C2C12成肌细胞的增殖.结论:较低的拉伸频率有利于成肌细胞的增殖,高频率的拉伸抑制成肌细胞的增殖.
