PDMS膜上I型胶原涂层调控的周期性牵张对大鼠脂肪干细胞软骨分化的频率依赖性影响及其抗凋亡机制研究

本研究探讨了不同频率（0.5 Hz与1.0 Hz）的周期性单轴牵张对大鼠脂肪干细胞（rADSCs）在I型胶原涂层PDMS膜上软骨分化的影响。结果显示0.5 Hz牵张显著促进软骨形成（表现为GAG含量增加、蛋白表达上调及凋亡减少），而1.0 Hz则诱导细胞凋亡。该研究为力学刺激调控软骨再生及骨关节炎治疗提供了新策略。

　　

研究人员通过将大鼠脂肪源性干细胞（rADSCs）培养于I型胶原涂层的PDMS膜上，并联合转化生长因子-β1（TGF-β1）与周期性单轴牵张（频率为0.5 Hz和1.0 Hz）诱导软骨分化。结果发现，0.5 Hz的牵张频率显著增强软骨形成表现：细胞形态呈典型软骨样聚集，软骨特异性染色加深，糖胺聚糖（GAG）含量升高，软骨相关蛋白（如胶原II和聚集蛋白聚糖）表达上调，且Sox9、Aggrecan等基因转录水平明显提高。相反，1.0 Hz牵张则引发细胞凋亡，抑制分化进程。该研究说明低频力学刺激可促进rADSCs软骨形成并减少凋亡，为软骨组织工程和骨关节炎等退行性疾病的治疗提供了力学生物学依据。