不同方式运动对生长期大鼠TGFβ/BMP信号通路及骨生长的影响

赵常红，李世昌，孙 朋，刘 媛，胡晓磐，徐 帅

软骨细胞是一种特异性骨骼细胞。生长板软骨细胞的肥大是骨纵向生长的基础，软骨细胞合成和分泌细胞外基质（extraceellular matrix，ECM）的基础。生长板的软骨细胞分为增殖层、肥大层，软骨细胞基本成列整齐排列，有序地进行增殖肥大，负责长骨的纵向生长（Sun et al.，2014）。转化生长因子 β（transforming growth factor β，TGFβ）作为调控软骨细胞分化与成熟的重要途径，在关节软骨的形成、软骨特性的维持和生长板软骨内成骨过程中发挥着重要作用，同时TGFβ是一种有效的体外诱导间充质干细胞（mesenchyma stem cell，MSC）成软骨细胞的分化剂（Wu et al.，2016），MSC聚集后，TGFβ信号进一步刺激软骨细胞增殖，同时抑制软骨细胞肥大和成熟（Song et al.，2007）。相反，BMP/Smad1、Smad5、Smad8通路的活化刺激肥大化标记Col10的表达，但随之刺激MMP13（Hellingman et al.，2011）。TGFβ抑制软骨细胞终末肥大分化，通过Smad2/3维持正常软骨（Studer et al.，2012）。纵向骨生长只发生在软骨，TGFβ1在人类已被证明可调控软骨细胞肥大化（Narcisi et al.，2012），调节生长板软骨内骨化过程实现，特别是在软骨内成骨过程中有维持静息层软骨细胞特性的作用（Kronenberg，2003；Yeung et al.，2014）。通过不同方式的运动来调节TGFβ/BMP信号通路，从而调节生长板增殖肥大影响骨纵向生长的研究目前鲜见报道。本实验采用不同方式的运动，如非负重运动（如游泳）、自负重运动（如跑步）和超自重运动（如跳跃练习）的方式，比较生长板软骨细胞肥大产生的变化，从骨组织生长的表型、细胞和细胞因子3个层面进行求证阐述。儿童青春期是身高增加的关键时期，而且SD大鼠作为研究生长板的动物模型，4周的SD大鼠相当……