文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
Hedgehog在牵张力促进成骨细胞增殖中的作用研究
姓名:韩磊
申请学位级别:硕士
专业:口腔临床医学(口腔正畸学)
指导教师:唐国华
20090430
上海交通大学 2006 级硕士学位论文
Hedgehog 在牵张力促进成骨细胞增殖中的作用研究

摘要

研究目的:Hedgehog(Hh)家族中的 Ihh 和 Shh 是骨生长发育的重要
调节因子。本研究的目的是观察牵张力下 Hh 的表达及其对成骨细胞增殖
的影响,从而明确机械应力对成骨细胞调控的机制。

材料与方法:体外分离和培养新生大鼠颅顶骨成骨细胞,应用
Flexcell 4000TM 加力系统施加 3%和 6%的两种张应变。用 Hedgehog N 端
重组蛋白(N-Shh)、Hedgehog 通道抑制剂 Cyclopamine(cy)和机械通道
抑制剂三氯化钆(GdCl3)对成骨细胞进行干预。分别采用细胞计数、MTT
比色法和流式细胞仪检测成骨细胞的增殖;利用碱性磷酸酶(ALP)定性和
定量分析和茜素红染色(ARS)检测成骨细胞分化及基质钙化;定量 PCR
检测 Hedgehog 通路相关基因 Ihh、Shh、Ptch、Smo 和β-Catenin 的表达。
采用 SAS 软件包对结果进行统计分析。

结果:在成骨细胞体外培养过程中,Shh 的表达逐渐减弱,而 Ihh
的表达逐渐增强。外源性 N-Shh 蛋白使成骨细胞数目增加 %(P<
),S 期细胞比例增加 %(P<),并且促进 ALP 的活性以及 Ptch
和 Smo 的表达;cy 则抑制成骨细胞的增殖和分化。牵张力促进了成骨细
胞的增殖,以 6%张应变更显著;加力 4h、12h 和 24h 后,Shh 基因表达
没有明显变化,而 Ihh 的表达分别增加了 20%、60%和 50%(P<),其
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上海交通大学 2006 级硕士学位论文
下游基因 Ptch 和 Smo 的表达变化与 Ihh 类似,β-Catenin 在 4h 和 12h
后表达明显增加,而 24h 后下降。牵张力上调 Ihh 表达的作用可被 GdCl3
抑制;牵张力仍能促进经 cy 处理后的成骨细胞的增殖,但这种促进作用
能被 GdCl3 抑制。

结论:Ihh 和 Shh 参与了成骨细胞增殖和分化的调节;牵张应力促
进成骨细胞增殖的作用有一部分是通过上调 Ihh 的表达实现的。本研究
揭示了 Hedgehog 通路在牵张应力调控成骨细胞中的作用,有助于深入理
解机械应力调节骨改建的机制。

关键词:成骨细胞,Hedgehog,牵张力,增殖,分化

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上海交通大学 2006 级硕士学位论文
HEDGEHOG SIGNALING
IS INVOLVED IN THE STRETCH INDUCED
PROLIFERATION OF OSTEOBLAST

ABSTRACT

OBJECTIVES: Hedgehog (Hh) proteins, especially Ihh and Shh, are important
regulators for bone growth and development. The purpose of this study was to observe the
expression of Hh genes in osteoblasts upon mechanical tensile strains and to clarify their
effects on the cell proliferation.

MATERIALS AND METHODS: Primary osteoblasts harvested from newborn rat
calvarial bone were subjected to 3% and 6% elongation of tensile stretches using
Flexcell-4000TM strain unit. The cultures were also treated with either a binant Shh
N-terminals protein (N-Shh) or Cyclopamine (cy), a Hh inhibitor or gadolin