动态负荷对In-Situ冠状细胞中信号传递的影响

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞生物学 细胞生物学
• 机械生物学 机械生物学

背景情况:

• 已知软骨内细胞 - - 软骨细胞 - - 对机械力产生反应.
• 之前关于软骨细胞对机械刺激的反应的研究经常使用人工环境,如水凝或缓慢的应变速率.
• 在现实的动态负载条件下,其自然组织中的软质细胞的行为在很大程度上仍未被描述.

研究的目的:

• 为了研究完整的软骨内部的软骨细胞的信号响应.
• 确定生理周期压缩负荷和动态水静压如何影响in-situ状细胞信号.
• 分析不同频率和负载率对状细胞机械传导的影响.

主要方法:

• 牛软骨扩展剂被用来维持本地细胞环境.
• 冠状细胞被装载了一个光体指示剂染料.
• 在一个共聚焦/多光子显微镜上,一个定制的设备应用了循环压缩负荷和动态液态压力.
• 在细胞内跟踪和分析的光强度.
• 统计分析 (Tukey校正的单向ANOVA) 将不同负载条件的反应进行了比较.

主要成果:

• 与没有负荷的基线相比,压缩负荷显著增加了信号冠状细胞的百分比.
• 一个1赫兹的加载频率导致响应细胞的百分比比较高,而不是缓慢的坡道或0.1赫兹的加载 (p < 0.05).
• 压缩周期的数量没有影响信号响应 (p > 0.05).
• 信号的时间特征 (宽度,峰值之间的时间) 在所有负载条件中保持一致 (p > 0.05).
• 高达0.2MPa的动态水静压并没有诱导慢性细胞信号的显著增加 (p > 0.05).

结论:

• 在现场的红细胞表现出对生理压缩负荷的应变率依赖的信号响应.
• 响应机械压缩的冠状细胞数量受负载速度的影响.
• 冠状细胞信号的时间方面没有受到测试负载条件的显著改变.
• 在测试参数范围内,动态水静压似乎不是原生软骨中状细胞信号的首要刺激.