成肌细胞体外培养-力学刺激模型与周期性张应力的影响

力学因素在体外构建组织工程化软骨中的应用田甜综述，章庆国审校力学因素是软骨组织工程中的重要影响因素之一。

近年来的研究表明，力学作用可以刺激细胞外基质的分泌，改变三维支架上培养的软骨细胞的新陈代谢，从而促进软骨组织的生长与重建。

本文就力学因素对软骨细胞增殖分泌的促进、力学刺激的传导机制及生物反应器在软骨组织工程中的应用等方面做一综述。

Abstract: Mechanical factor is one of the most important factors in cartilage tissue engineering. Recently,this research study have been revealed that mechanical loading can stimulate the release of extracellular matrix, changes the neo-metabolic activity of cultured chondrocytes in 3D scaffolds, and subsequently accelerate the growth and remodeling of cartilage tissue. The aim of review is to discuss the promotion of proliferation and secretion of chondrocytes by mechanical factor, mechanisms by which chondrocytes respond to mechanical signals, and the applications of bioreactor in cartilage tissue engineering.Key words: mechanical loading; chondrocyte; mechanical signal; bioreactor; cartilage tissue engineering多种原因造成的关节软骨病变比较常见，软骨损伤后缺乏自愈能力，寻找软骨缺损修复的方法一直是临床的难题。

力学刺激促进软骨细胞与骨髓基质干细胞共培养体外软骨分化的开题报告一、研究背景和意义软骨组织是一种特殊的结构和功能的组织，是人体关节和鼻子等部位的重要组织，同时也是一种不易治愈的组织。

软骨缺血坏死、创伤性骨与软骨撕裂和软骨退变都会导致软骨损伤和关节功能障碍。

现有的治疗手段，如短期外固定、关节镜下手术、软骨移植等，缺乏明确疗效且具有一定的副作用，为患者带来很大的痛苦和经济负担。

在软骨组织工程中，干细胞具有重要的作用，这些细胞可以通过分化成软骨细胞来重建软骨组织。

目前，骨髓基质干细胞（BMSCs）是一种常用的干细胞来源。

但是BMSCs 分化成软骨细胞需要较长时间，且存在多种生长因子来支持这一过程。

因此，寻找一种简单的方法来促进干细胞向软骨细胞的分化是非常必要的。

力学刺激是一种重要的因素，能够通过刺激小胶原纤维的生长和分布，调节干细胞的分化。

很多研究证明，通过载荷刺激迫使干细胞分化成软骨细胞，但是这一刺激条件并不明确。

二、研究目的本研究旨在探究力学刺激对 BMSCs 和软骨细胞共培养体外分化的影响，旨在寻找到一种更加简单有效的方法来促进软骨细胞向分化成骨骼组织。

三、研究内容和方法1. 细胞来源和分离从 4 周龄 SD 大鼠骨髓中分离得到 BMSCs。

在培养液中生长 11 d，扩增其细胞数量，然后应用酶溶解单元，获得单一细胞悬浮液，并对细胞进行表征。

从 SD 大鼠软骨中分离得到软骨细胞，进行处理并进行表征。

2. 共培养体外实验将 BMSCs 和软骨细胞共同培养在不同的力学刺激条件中，如高压电场、压缩培养等。

同时，观察和测定不同刺激条件下软骨细胞的分化和增殖情况。

分别应用不同方法来评估 BMSCs 分化成软骨细胞的程度，如特定基因和蛋白质的表达，特定基因和蛋白质水平的定量，细胞外基质成分和细胞形态学变化等。

四、研究预期成果本研究预期结果是证明力学刺激是促进 BMSCs 向软骨细胞分化的有效手段，同时可优化力学刺激参数，以优化细胞诱导的效果，为软骨组织工程发展提供重要的实验基础。

细胞生物力学与应力反应的研究细胞是构成人体所有器官和组织的基本原料，也是生物学中的重要研究对象。

生物力学是对细胞的形态和功能进行定量研究的有效工具，它可以帮助人们了解细胞内部的机制和生理过程。

细胞生物力学中最重要的研究方向之一是应力反应，本文将介绍细胞生物力学与应力反应的研究进展。

一、应力感知和反应生物体需要在外界环境的变化和内部代谢需求的变化中保持生理稳定。

细胞内部具有一系列生物力学感知和反应机制，例如，力学应力可以通过细胞骨架和细胞-细胞相互作用触发细胞反应，并在细胞内部传递。

与此同时，细胞内的信号转导和基因调节被激活，从而发挥作用。

被应力激活的信号通路常涉及相互交错的细胞信号通路，例如，小分子 GTPase 及其调节蛋白以及细胞骨架变形所需的化学物质。

二、单细胞的受应力行为单个细胞在生命过程中常常会受到各种各样的应力，而细胞机械特性将在很大程度上决定细胞如何感知和响应这些应力。

例如，细胞的骨架网络结构和组织紧密性质，可以通过调节肌钙蛋白、细胞核酸酶、细胞内的微管和泡溶解蛋白等组分来调节细胞内部的机器。

此外，许多细胞外影响因素，如力学应力、细胞外基质及其刚度、生长因子等，也能够通过影响细胞外膜信号，而对细胞形态和功能造成影响。

三、组织和生物群体的受应力反应细胞是个体生命活动的基本单位，而组织和生物群体的生理功能则至关重要。

在更高层次的生物体结构中，细胞生物力学及其应力反应特征则具有更加广泛和深刻的作用。

组织在不同的基质和细胞-细胞相互作用中具有不同的力学性质，例如肌肉、骨骼等，也有利于稳定身体结构和体内生理系统的稳定性。

生物群体中细胞和组织的相互作用对于细胞间的机械信号传导非常重要，而组织的结构和刚度会直接影响生物群体的力学性质和生理功能。

四、细胞生物力学在医学中的应用细胞生物力学中的技术和方法也在医学研究中发挥着重要的作用。

细胞在正常和疾病状态下的力学特性往往会发生变化，例如癌细胞具有一个强大的生物化学和细胞力学响应能力，这也是肿瘤细胞更加高效地扩散和生长的原因之一。

成骨细胞在力学刺激下力学性质及细胞骨架的变化的开题报告题目：成骨细胞在力学刺激下力学性质及细胞骨架的变化背景及意义：成骨细胞是骨骼系统中的重要细胞，对于骨骼的形成和修复起着至关重要的作用。

成骨细胞受到力学刺激后会发生一系列变化，包括细胞骨架的变化、形态改变、细胞内信号传递的刺激等，这些变化对于细胞的功能具有重要的影响。

因此，深入研究成骨细胞在力学刺激下的力学性质及细胞骨架的变化，有助于加深对于成骨细胞功能的认识，为骨骼系统相关疾病的治疗提供理论基础和临床应用的指导。

研究内容：本研究拟通过力学刺激实验，对成骨细胞的力学性质进行测试，包括细胞刚度、应力分布、变形程度等参数的测量；同时，通过荧光染色等技术，观察成骨细胞受力学刺激后的形态变化、细胞骨架的变化及分子信号通路的变化，分析其对成骨细胞功能的影响。

研究方法：1. 成骨细胞的分离和培养：以小鼠（或人）骨骼中的成骨细胞为对象，采用酶消化等方法将细胞分离出来，进行培养和传代。

2. 力学刺激实验：将成骨细胞贴附于弹性基板或流变仪中，对细胞进行拉伸、挤压等不同的力学刺激，通过光学显微镜观察细胞形态的改变，通过力学测试仪测量细胞的应力分布、刚度等力学参数。

3. 免疫荧光染色：使用标记有不同荧光物质的抗体分别对成骨细胞的细胞骨架、分子信号通路等进行标记和观察，以光学显微镜观察细胞内部结构的变化。

预期结果：通过本研究，预期可以得到成骨细胞在力学刺激下力学性质的相关参数，以及细胞骨架的变化和分子信号通路的变化，为深入了解成骨细胞的功能机制提供实验数据支持。

同时，本研究对于骨骼系统相关疾病的治疗研究也具有重要的理论指导价值。

周期性张应力下成肌细胞中半胱天冬氨酸蛋白酶9参与力学信号传导王爽玉1，王洪玲2，夏晨蕾1，丁弦1，孙仙蕊3，张强1，李建平1，阎潇1，刘文1，张月1，姚如永4，袁晓11青岛大学医学院附属青岛市立医院口腔医学中心，山东省青岛市266071；2泰安市口腔医院，山东省泰安市271000；3威海市口腔医院，山东省威海市264200；4青岛大学医学院附属医院中心实验室，山东省青岛市266003Caspase-9 in myoblasts is involved in mechanical signal transdunction under cyclic stretchWang Shuang-yu1, Wang Hong-ling2, Xia Chen-lei1, Ding Xian1, SunXian-rui3, Zhang Qiang1, Li Jian-ping1, Yan Xiao1, Liu Wen1, Zhang Yue1, Yao Ru-yong4, Yuan Xiao11 Department of Stomatology, Affiliated Qingdao Municipal Hospital, Medical College of Qingdao University, Qingdao 266071, Shandong Province, China; 2Taian Stomatology Hospital, Taian 271000, Shandong Provine, China; 3 Weihai Stomatology Hospital, Weihai 264200, Shandong Province, China; 4 Central Laboratory, Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, Shandong Province, China摘要背景：功能矫形使面颌部肌肉发生适应性改建，以纠正错颌畸形。

２０２０年４月第８期论 著流体剪切应力对成骨细胞增殖效应及细胞周期的影响研究任婕中山大学附属第六医院口腔科，广东 广州 510000【摘要】目的：探究人成骨样细胞MG -63细胞在流体剪切应力(Fluid Shear Stress,FSS)作用下细胞增殖效应的改变及其机制。

方法：对体外培养的MG -63加载强度为1.2Pa 的FSS，在FSS 作用不同时间(0min、30min、60min、120min)后采用MTT 观察细胞增殖活性的改变，通过RT -PCR 法观察细胞周期调控相关基因周期素依赖性蛋白激酶2、4(CDK2、CDK4)及CDK 抑制因子p27mRNA 表达的变化。

结果：30min、60min 实验组相对于对照组(0min)细胞增殖效应有所提高，CDK2和CDK4的mRNA 表达均有增高，60min 时作用最为显著(P <0.05)，而120min 实验组与对照组(0min)相比增殖活性有所降低，p27mRNA 在30min 及60min 时的表达与对照组无明显差异，120min 时明显增高(P <0.05)。

结论：FSS 对MG -63持续作用不同时间会促进细胞增殖效应及相关基因表达，但是这种持续性应力作用对细胞增殖效应的影响具有时间限制性。

【关键词】流体剪切应力；成骨细胞；细胞增殖[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]2096-5249(2020)08-0009-02机械应力在骨组织的生长、吸收及改建等过程中发挥着重要的调节作用。

在临床上，无论是正畸治疗、牵张成骨，还是种植体骨整合，都与机械应力力学信号作用于骨组织从而引起各种生物学效应变化相关。

FSS 是骨组织所感受到的主要应力刺激之一，本实验采用层流剪切力流室系统对MG -63加载FSS，采用MTT 法检测MG -63增殖活性的变化，并通过RT -PCR 法观察CDK2、CDK4及CDK 抑制因子p27mRNA 表达的变化。

周期性牵张应力对人成骨细胞基因表达谱影响的初步研究目的：研究周期性牵张力对人成骨细胞基因表达谱的影响，为进一步研究机械应力状态下骨改建机理提供思路和线索。

方法：通过体外细胞加载系统对培养的人成骨细胞施加8％形变率、6周/min的周期性牵张力24 h，应用基因表达谱芯片技术对人成骨细胞中的mRNA表达水平进行对比杂交分析，检测周期性牵张力加载组成骨细胞基因表达谱的变化。

结果：在所分析的21 073条人类功能基因中，加载组与未加载组人成骨细胞之间差异表达显著的基因有2 498条，其中表达上调的有899条(2.0倍以上),表达下降的有1 599条(0.5倍以下)。

这些基因表达产物涉及细胞信号转导、细胞周期调节等多个方面。

结论：周期性牵张力对成骨细胞多种基因的表达产生了影响，成骨细胞的应力反应是一个复杂的，多基因参与调控的过程。

这些变化的基因可能与成骨细胞的机械应力反应有关。

Abstract:ObjectiveTo study effects of cyclic tensile strain on gene expression profiles in human osteoblasts in vitro.MethodsHuman osteoblasts were cultured on flexible-bottomed plates and subjected to 8% elongation by strain unit at 6 cycles/min (i.e.5-s elongation and 5-s relaxation) for 24 hours in the experimental groups. Control group were not exerted any strain. Both of them were examined by gene expression profiles chip technology. Results A series of differentially expressed genes were found between experimental group and control group. 899 up-regulated and 1599 down-regulated genes were identified among the 2 498 differentially expressed genes.ConclusionThe results shows that the response ofhuman osteoblasts to cyclic tensile strain in gene level was complicate. These differentially expressed genes are necessary genes related to osteoblasts response to mechanical strain.Key words:cyclic tensile strain；human osteoblast；gene expression profile；gene chip成骨细胞(Osteoblast)是一种对应力敏感的细胞，来自多潜能的间充质干细胞，负责骨基质形成及钙化,在骨改建过程中起重要作用。

AbstractObjective:Functional correction is an important early treatment for oral and maxillofacial deformities,which is mainly used to modify the tension of the oral and maxillofacial muscles,so as to improve the therapeutic effect.In the present study,the effects and mechanisms of cyclic tensile stress on myoblasts were studied from the microscopic level by the method of in vitro simulated stress stimulation method and combined with molecular biology technology.A preliminary study on the endoplasmic reticulum stress related gene DDIT3was carried out to further clarify the mechanism of functional orthopedic treatment and to provide a better theoretical support for clinical treatment.Methods:Rats myoblasts cell lines(L6)were cultured in vitro to construct the model of muscle mechanical stimulation in vitro;cells were loaded at a frequency of10cycles/min, and tensile strain rate of15%of the cyclical tensile stress for2,6,12and24hours, respectively,and0h group(stress-free)was used as the control under the same experimental conditions except for stress loading time.Hochest33258staining was used to observe the effects of different loading time on the apoptosis of myoblasts;Annexin V-FITC/PI flow cytometry was applied to detect the apoptosis rate of each muscle cell, meanwhile,real-time PCR and Western Blot were involved to detect the expression of mRNA and protein expression levels of endoplasmic reticulum stress related gene DDIT3 and apoptosis related gene BBC3,respectively,and also measured the expression of autophagy related genes LC3,P62and ATG5in the muscle cells;successful inhibition of autophagy was achieved by3-MA inhibitor,and then,changes of apoptosis rate were analyzed using flow cytometry after autophagy inhibition;The expression of BBC3and ATG5were measured before and after interfering the mRNA expression of DDIT3with siRNA,Western Blot were used to compare the changes of BBC3and ATG5protein after interference with those in tension-force group.The above experimental data were statistically analyzed by SPSS17.0.Results:1.Hochest33258staining and flow cytometry detected the apoptosis rate of rat L6myoblasts,corresponding results indicated that the frequency of10cycles/min,and tensile deformation rate of15%of the cyclical tensile stress could induce myoblast apoptosis,and the apoptosis rate was positively correlated with the duration of stressloading,namely,the apoptosis rate of myoblasts increased with the prolongation of stress loading time,and reached the highest at24h.2.RT-PCR results showed that the mRNA expression of DDIT3and BBC3increasedgradually with the stress loading time,and reached the highest at24h;meanwhile, Western Blot detection results of DDIT3and BBC3protein expression also revealeda positive correlation with the stress loading time(p<0.05).3.Western Blot results implied that the expressions of LC3and ATG5were positivelycorrelated with stress loading time,protein expression of p62increased at2h firstly, followed by a downward trend(p<0.05).4.After treated with3-MA autophagy inhibitor,the apoptotic rate of cells wassignificantly higher by applying tension-force for24h than that in the24h group applying tension-force but without autophagy inhibitor treatment(p<0.05).5.After successful siRNA interference with DDIT3,mRNA expressions of BBC3andATG5were detected by RT-PCR before and after interference.Relevant results showed that the mRNA expression levels were significantly lower than that in the 24h group applying tension-force(p<0.05).6.The results of Western Blot detection of BBC3and ATG5protein expression afterDDIT3interference revealed that expression levels of BBC3and ATG5were lower than those of24h group,but significantly higher than that of control group and even 2h group(p<0.05).Conclusion:1.The tensile deformation rate of15%and the tensile stress at the frequency of10cycles/min could induce the apoptosis of myoblasts;2.The apoptosis of myoblasts was positively correlated with the time of stress loading,that was,the apoptosis rate increased elevated with the increase of the stress loading time;3.The expression of endoplasmic reticulum stress related gene DDIT3showed thatmyoblasts could stimulate endoplasmic reticulum stress by cyclic stretch stress;4.The cyclic tensile stress could induce autophagy in myoblasts,and the intensity ofautophagy was correlated with the stress loading time,and the intensity of autophagybecame stronger with the increase of stress time;5.The apoptosis rate was significantly increased after the inhibition of stress mediatedmyoblast autophagy.6.DDIT3might act as a transcription factor to regulate the expression of BBC3andparticipate in stress mediated apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress,thus involving in stress mediated endoplasmic reticulum stress induced autophagy in myoblasts by regulating the expression of ATG5.Postgraduate student：Wenxin JiangDirected by Prof.Xiao YuanKey words:DDIT3;Cyclic Stretch;Autophagy;Apoptosis;ATG5目录引言 (1)第一章DDIT3调控应力介导内质网应激诱导成肌细胞凋亡 (3)1.材料与方法 (4)2.结果 (19)3.讨论 (24)4.结论 (27)第二章应力介导内质网应激诱导成肌细胞自噬 (28)1.材料与方法 (29)2.结果 (31)3.讨论 (36)4.结论 (37)第三章DDIT3在应力介导成肌细胞自噬与凋亡中的作用机制 (38)1.材料与方法 (39)2.结果 (42)3.讨论 (47)4.结论 (48)临床病例展示 (65)攻读硕士期间的研究成果 (98)致谢 (102)学位论文独创性声明 (103)学位论文知识产权权属声明 (103)引言引言错颌畸形在我国是一种发病率高达39.91~58.06%的常见疾病。

细胞外基质介导肌肉细胞力学特性变化提出问题肌肉细胞是构成肌肉组织的基本单位，在肌肉运动中发挥着重要的作用。

然而，在肌肉细胞周围存在大量的细胞外基质（ECM），其组成和结构对肌肉细胞的力学特性产生了重要影响。

因此，研究细胞外基质介导肌肉细胞力学特性变化的机制，对深入理解肌肉运动的原理具有重要的意义。

细胞外基质的结构和组成细胞外基质由蛋白质、糖类和生物分子组成，其主要成分为胶原蛋白、弹性纤维素和蛋白多糖等。

其中，胶原蛋白占据了细胞外基质主要的成分，它具有高度纤维状结构和巨大的分子量，能够耐受大量的拉力和压力。

而蛋白多糖则能使细胞外基质具有较强的吸水能力和黏附能力，对细胞的迁移和增殖有重要作用。

此外，细胞外基质还包含着许多细胞因子和生长因子，能够影响肌肉细胞的凋亡、分化和增殖等生物学过程。

细胞外基质对肌肉细胞力学性质的影响细胞外基质对肌肉细胞的力学特性产生了重要影响。

首先，细胞外基质的刚度和弹性能够影响肌肉细胞的力学特性。

当肌肉细胞受到外力刺激时，细胞外基质的刚度和弹性会通过细胞膜的变形向内传递，对肌肉细胞的形态和收缩能力产生影响。

比如，在肌肉细胞与细胞外基质刚度相匹配的条件下，肌肉细胞的力学振荡和应变能够最新降低，从而使得肌肉细胞能够更高效地进行肌肉收缩和伸展。

其次，细胞外基质的形态和组成可以调节肌肉细胞的黏附能力和收缩能力。

当肌肉细胞处于不同的细胞外基质环境中时，细胞外基质通过改变肌肉细胞表面的结构和结合受体，可以调节肌肉细胞所产生的力量和收缩速度。

比如，在胶原蛋白丰富的环境中，肌肉细胞的黏附能够得到增强，从而使得肌肉细胞能够更好地支撑和传递外界力量。

最后，细胞外基质还具有重要的生物学功能，如肌肉生长和修复。

细胞外基质中的生长和增殖因子可以调节肌肉细胞的增殖和分化，从而影响肌肉组织的生长和修复。

细胞外基质介导肌肉细胞力学特性变化的机制细胞外基质介导肌肉细胞力学特性变化的机制与肌肉细胞本身的特性以及细胞外基质的结构和组成密切相关。

细胞生物力学研究与模型构建细胞生物力学研究是一门综合了生物学、物理学和工程学知识的学科，它研究的是细胞内外的力学行为及其对生物学过程的影响。

细胞生物力学的研究对于理解细胞的结构和功能，以及细胞内信号传导、生物材料设计等方面具有重要意义。

本文将介绍细胞生物力学研究的基本原理，以及构建细胞生物力学模型的方法和应用。

一、细胞生物力学研究的基本原理细胞是生物体的基本组成单元，其内外环境中的力学作用对细胞的形态、功能和行为产生重要影响。

细胞生物力学研究主要关注以下几个方面：1. 细胞力学特性：细胞对外部力学刺激的响应表现出不同的形变特性，如刚性、粘弹性或流变性。

这些特性与生物信号传导、粘附、迁移等过程密切相关。

2. 细胞骨架：细胞内的骨架网络由细胞质骨架和细胞核骨架组成，它们通过微管、微丝和中间丝等结构相互连接。

细胞骨架在细胞的构型维持、力学支撑和内外运输等方面发挥关键作用。

3. 细胞附着：细胞表面的受体与基质或其他细胞结构相互作用，形成细胞附着。

细胞附着通过细胞外基质的力学特性调节细胞的粘附、迁移和增殖等过程。

4. 细胞力学传感：细胞具有感受和响应外界力学刺激的能力，通过细胞力学传感，细胞可以调节基因表达、代谢活动和细胞走向等重要生物学过程。

二、构建细胞生物力学模型的方法构建细胞生物力学模型是研究细胞力学行为和其生物学过程的重要手段。

在细胞生物力学模型的构建中，有几种常用的方法：1. 材料力学模型：通过假设细胞具有特定的材料特性，在力学模型中引入弹性、黏弹性等参数来描述细胞的力学行为。

这种方法常用于描述细胞的整体形变和应力分布。

2. 有限元模型：有限元方法将细胞结构离散为有限数量的单元，通过求解微分方程来获得整个细胞的力学行为。

有限元模型可以更精确地描述细胞内复杂的变形和应力传递。

3. 粘弹性模型：细胞内存在复杂的流体运动和粘滞性行为，粘弹性模型将细胞视为粘弹性体，通过耦合弹性和粘滞性来描述细胞的力学行为。

机械张应力刺激对PLGA-胶原复合培养大鼠成肌细胞整合素偶联激酶表达的影响邹蕊;牛林;宋锦璘;赵志河【摘要】目的研究PLGA(poly lactide-co-glycolide)-胶原复合支架上大鼠成肌细胞体外张应力作用下整合素偶联激酶(ILK)的表达变化,探索其力学信号转导过程.方法体外培养大鼠成肌细胞,实验组接种于黏附有PLGA胶原复合生物支架的加力板,对照组接种于空白加力板,然后使用“Forcel”四点弯曲循环应变加载装置加载.利用RT-PCR技术,检测不同时间点细胞ILK mRNA的表达,比较三维PLGA-胶原复合支架上和二维平面上培养的细胞在张应力作用下基因水平的表达差异.结果张应力刺激下,同一时间点三维支架上细胞ILK的表达明显高于二维平面上的细胞；在加载过程中,三维支架上细胞ILK的表达水平明显提高,而且更快达到峰值.结论培养环境的三维空间结构对细胞在力学刺激作用下的初期反应起重要作用.%Objective To study the expression changes of rat myoblasts cultured in vitro in a PLGA-collagen scaffold after mechanical stimulation in order to better understand the mechanotransdution process. Methods Rat myoblasts were cultured in vitro. Then those in the experimental group were vaccinated on the plane adhered to PLGA-collagen scaffold while those in the control group were vaccinated on a plane. A cyclic strain loading apparatus, "Forcel" four-point bending device, was used for mechanical loading. The post-stress expression of ILK mRNA was tested by RT-PCR. The difference in the expression of cells cultured in a three-dimensional PLGA-collagen scaffold and that on a two-dimensional surface at the gene level was compared. Results Under the tension stress,myoblasts cultured in the three-dimensional system had a greater expression than that on the two-dimensional surface at the same time point; the expression of the cells in three-dimensional scaffold reached the peak faster than that on the two-dimensional surface. Conclusion The ILK mRNA expression of the cells is greater in a three-dimensional scaffold than on a two-dimensional surface. Therefore, it can be concluded that the local architecture conditions play an important role in cells' initial responses to mechanical stimuli.【期刊名称】《西安交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2013(034)001【总页数】4页(P46-49)【关键词】PLGA-胶原复合支架;张应力;成肌细胞;力传导;整合素偶联激酶【作者】邹蕊;牛林;宋锦璘;赵志河【作者单位】西安交通大学医学院口腔医院正畸科,陕西西安710004;西安交通大学医学院口腔医院修复科,陕西西安710004;重庆医科大学附属口腔医院正畸科,重庆400015;四川大学华西口腔医学院正畸科,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】R783.5在功能矫形治疗过程中，颌面部骨骼肌作为应力敏感器官，能够在不同的应力条件下发生形态学的适应性改建，从而实现临床需要的矫治效果，这一适应性改建在微观上是经由力学信号转导过程而实现。

周期性张应力对翼外肌细胞凋亡影响的研究的开题报告
题目：周期性张应力对翼外肌细胞凋亡影响的研究
背景：
翼外肌在飞行过程中接受着周期性的张力刺激，这种刺激会对翼外肌细胞的生理功能产生影响。

近年来的研究表明，周期性张力的作用机制与许多心血管疾病和神经系统疾病有关。

然而，关于周期性张应力对翼外肌细胞凋亡影响的研究还很有限，因此有必要进行进一步的探究。

研究目的：
本研究旨在探究周期性张应力对翼外肌细胞凋亡的影响机制，为心血管疾病和神经系统疾病的防治提供科学依据。

研究内容：
1. 收集有关翼外肌细胞的文献资料，了解翼外肌细胞的基本功能以及凋亡的相关机制；
2. 设计并制备周期性张应力刺激装置，对翼外肌细胞进行不同强度和频率的周期性张应力刺激，观察对翼外肌细胞凋亡的影响；
3. 利用细胞增殖、凋亡相关分子的荧光探针和Western blot等方法，测定周期性张应力对翼外肌细胞增殖和凋亡相关因子的表达水平变化；
4. 探讨周期性张应力调节翼外肌细胞凋亡的作用机制，尤其是涉及细胞凋亡信号通路的影响；
5. 结合临床数据进行分析，探究基因等方面与周期性张应力相关的风险级别，为疾病提供更精准的预防措施。

预期成果：
1. 探究周期性张应力对翼外肌细胞凋亡的影响机制，对心血管疾病和神经系统疾病控制提供科学依据。

2. 建立基础实验体系，为翼外肌细胞周期性张应力的研究提供参考。

3. 探究基因等方面与周期性张应力相关的风险级别，为疾病预防提供更精准的预测手段。

周期性张应变对血管平滑肌细胞表型转化的影响及其机制的开题报告一、研究背景和意义生物体内的各种细胞都是受到机械力作用的。

在血管平滑肌细胞（VSMCs）中，机械刺激会影响它们的表型（即形态和功能）。

而VSMCs周期性受到的张应变则是一种常见的机械刺激。

前期研究指出，周期性张应变可以导致VSMCs表型发生转化，即从收缩型表型（SMC）向增殖型表型（myofibroblast-like cell，MFB）转化，而这种转化会导致多种心血管疾病的产生。

因此，研究周期性张应变对VSMCs表型转化以及其机制具有很高的理论和实践意义。

二、研究目的和内容本研究旨在研究周期性张应变对VSMCs表型转化的影响及其机制。

具体研究内容如下：1.建立周期性张应变刺激作用下的VSMCs表型转化体外模型，并通过免疫荧光染色等手段观察VSMCs表型的变化。

2.研究周期性张应变对相关信号通路的调节作用，探讨周期性张应变对VSMCs 表型转化的调节机制，如炎症反应、细胞凋亡以及细胞增殖等方面的调节作用。

三、研究方法和步骤1.细胞培养：将VSMCs分离、培养和扩增，得到成熟的VSMCs培养物。

2.建立周期性张应变刺激体外模型：通过在VSMCs上施加不同剪切应力大小和不同持续时间的周期性张应变，模拟细胞在分布于不同位置的血管中受到的压力。

3.观察VSMCs表型转化的变化：使用染色、Western blot 以及 PCR 等手段检测间质细胞标记的变化，如α-SMA, calponin 等。

4.研究周期性张应变对相关信号通路的调节作用：使用分子生物学技术，如RNA 干扰、表达重组蛋白等研究他们对周期性张应变诱导的转化中的真核转录因子、蛋白翻译后修饰等信号途径的改变。

四、预期结果和意义预期结果：本研究将通过建立周期性张应变刺激的VSMCs表型转化体外模型、探究其调节机制、研究通过调节相关信号通路干预周期性张应变诱导的VSMCs表型转化等手段，预期得到新的发现，为心血管疾病的预防和治疗提供理论依据。

周期性张应力作用下软骨细胞半胱氨酸蛋白酶12的表达规律陈著科;李晓飞;张海宁【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2016(020)029【摘要】背景：过度力学刺激可引起细胞内质网应激，内质网应激在退行性疾病的发生发展过程中扮演重要角色，半胱氨酸蛋白酶12是内质网应激的特异性分子，内质网应激的强弱程度可由半胱氨酸蛋白酶12表达水平来体现。

目的：观察周期性张应力作用下软骨细胞半胱氨酸蛋白酶12的表达规律。

方法：以人软骨细胞为实验对象，对实验细胞成功分组后，运用细胞牵张力学加载系统，将加力组及其配对的相应Z-ATAD-FMK抑制剂组分别给予2，12，24，36，48 h的力学刺激条件，空白组(0 h)及其配对的Z-ATAD-FMK抑制剂组除不加力外培养条件和加力组完全相同。

规定加力时间终止后，显微镜下观察细胞形态变化及生长状态，随即采用RT-PCR和Western blot检测各组半胱氨酸蛋白酶12基因和蛋白表达变化规律。

结果与结论：①细胞形态学观察结果显示，从加力2 h开始，细胞出现凋亡，到24 h此现象最明显，随着加力时间延长，细胞出现顺应力生长趋势，但细胞凋亡现象减弱。

说明周期张应力可以使软骨细胞凋亡，内质网应激可能被激活，细胞体外受力模型建立成功；②半胱氨酸蛋白酶12基因与蛋白随时间延长表达趋势一致，加力24 h表达量达高峰，与空白和抑制剂组相比，差异均有显著性意义(P<0.05)；③以此得出，周期性张应力可引起软骨细胞内质网应激，并影响半胱氨酸蛋白酶12表达。

%BACKGROUND:Excessive mechanical stimulation can lead to endoplasmic reticulum stress. Endoplasmic reticulum stress playsan important role in the occurrence and development of degenerativediseases. Caspase-12 is a specific molecule of endoplasmic reticulum stress, and the intensity of endoplasmic reticulum stress can be reflected by caspase-12 expression. OBJECTIVE:To observe the expression rule of Caspase-12 in chondrocytes under the cyclic tensile stress. METHODS:Human chondrocytes were used as test subjects. After group assignment, mechanical loading system was used. The loading group and corresponding Z-ATAD-FMK inhibitor group received 2, 12, 24, 36, and 48 hours of mechanical stimulation. The blank group (0 hour) and the paired Z-ATAD-FMK inhibitor group received the same process as the loading group except the loading. After loading, cel morphology and growth were observed under the microscope. RT-PCR and western blot assay were used to detect the expression changes of caspase-12 gene and protein in each group. RESULTS AND CONCLUSION:(1) Morphological observation results demonstrated that apoptosis appeared at 2 hours after loading, peaked at 24 hours. With prolonged time, cel growth showed the trend along stress, but apoptosis weakened. It is indicated that cyclic tensile stress could make chondrocyte apoptosis. Endoplasmic reticulum stress might be activated. The model of cel s in vitro was established successful y. (2) Caspase-12 gene and protein expression showed consistent trend, and peaked at 24 hours, which showed significant differences as compared with the blank and inhibitor groups (P<0.05). (3) Cyclic tensile stress can induce chondrocyte endoplasmic reticulum stress, and affect caspase-12 expression.【总页数】7页(P4334-4340)【作者】陈著科;李晓飞;张海宁【作者单位】青岛大学附属医院关节外科，山东省青岛市 266000;青岛大学附属医院关节外科，山东省青岛市 266000;青岛大学附属医院关节外科，山东省青岛市 266000【正文语种】中文【中图分类】R394.2【相关文献】1.周期性张应力作用下软骨细胞半胱氨酸蛋白酶12的表达规律 [J], 陈著科;李晓飞;张海宁;2.周期性张应力促进兔髁状突软骨细胞的增殖 [J], 刘文;王燕;宋玲;张春艳;张月;袁晓;3.周期性张应力促进兔髁状突软骨细胞的增殖 [J], 刘文;王燕;宋玲;张春艳;张月;袁晓4.周期性张应力与软骨细胞基质金属蛋白酶的表达**☆ [J], 刘兴漠;孙青;项禹诚;梅新君;黄胜;潘滔5.周期性张应力与软骨细胞基质金属蛋白酶的表达 [J], 刘兴漠;孙青;项禹诚;梅新君;黄胜;潘滔;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。