BMSCs的機(jī)械反應(yīng)運(yùn)動(dòng)與骨骼健康之間的關(guān)系

骨骼是我們體內(nèi)最大的承重器官，它為運(yùn)動(dòng)和保護(hù)提供機(jī)械完整性。在整個(gè)生命周期中，骨組織會(huì)經(jīng)歷不斷的骨損傷和骨重塑，以促進(jìn)骨穩(wěn)態(tài)。骨的存在和結(jié)構(gòu)取決于骨細(xì)胞的形成、數(shù)量和活性，這些因素受機(jī)械和化學(xué)刺激、受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄和翻譯、遺傳、營(yíng)養(yǎng)和內(nèi)分泌等多種因素的調(diào)控。

先前的研究表明，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）及其譜系分化的后代（如成骨細(xì)胞）和骨細(xì)胞在骨骼中具有機(jī)械敏感性。許多關(guān)于 BMSC 機(jī)械敏感性的研究表明，BMSC 在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的骨量增加中有著核心作用。

作為一種多能細(xì)胞，BMSCs 在不同負(fù)荷條件下可分化為軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞。而且適當(dāng)強(qiáng)度的恒定負(fù)荷能夠?qū)?nbsp;BMSCs 的分化方向由成脂向成骨轉(zhuǎn)變。此外，流體剪切應(yīng)力（FSS）誘導(dǎo)的 BMSCs 增殖的增加也有助于骨細(xì)胞總數(shù)的增加。因此，根據(jù) BMSCs 的機(jī)械力學(xué)能力，建立了運(yùn)動(dòng)與骨質(zhì)量增強(qiáng)之間的直接聯(lián)系。

了解機(jī)械信號(hào)如何調(diào)節(jié) BMSCs 中的信號(hào)通路具有重要意義，通過它可以解開運(yùn)動(dòng)對(duì)骨形成影響的奧秘。溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院、廣州體育學(xué)院、上海體育學(xué)院的合作團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究綜述討論了運(yùn)動(dòng)對(duì) BMSCs 活性的影響以及負(fù)荷條件下信號(hào)通路的變化。

最近的研究已經(jīng)建立了基于 BMSCs 的機(jī)械反應(yīng)的運(yùn)動(dòng)與骨骼健康之間的密切關(guān)系。到目前為止，已經(jīng)充分證實(shí)，適當(dāng)強(qiáng)度的恒定負(fù)荷可以促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和成骨分化。因此，長(zhǎng)期的負(fù)重運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為對(duì)維持不同生命階段的骨量最有效。BMSC 機(jī)械反應(yīng)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(jié)合可能是未來骨組織愈合的可靠選擇。

參考文獻(xiàn)：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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