Pannexin1通道蛋白与p38MAPK信号通路在应力刺激促进人MSC增殖成骨中的作用

研究表明，机械应力刺激可以促进体内、外成骨。一定强度和形式的机械应力刺激，可以引起细胞形态变化、细胞膜通道蛋白功能改变、细胞骨架结构变化等反应；并且这些机械物理信号会转变为可传递的化学信号，如Ca2+流动、ATP合成与释放、第二信使的合成与释放等，并通过细胞膜表面及细胞之间的分子通道传递和控制这些化学信号，从而导致应力敏感细胞的各种生理变化发生，影响成骨。Pannexin1是新发现的应力敏感细胞膜通道的蛋白组分，对介导机械应力刺激引起的应力敏感细胞的反应可能有重要的作用；p38MAPK蛋白激酶已被证明是应力刺激可激活的蛋白激酶，可参与调节多种细胞的增殖分化；探明Pannexin1是如何参与机械应力刺激促进成骨的机制，以及Pannexin1是否及如何与p38MAPK相互作用参与此过程，对于骨创伤导致的骨缺损的治疗和骨组织工程骨构建条件的探索皆有重要意义。

课题主要目的是探讨Pannexin1与p38MAPK是否参与调控机械应力刺激促进体外培养MSC增殖、成骨的过程，以及Pannexin1如何与p38MAPK相互作用参与此过程。.经过实施此课题，目前得出如下成果：1.用四点弯曲低频应力加载仪产生的微张应力刺激作用于体外培养间充质干细胞（MSC），适当的强度及频率微张应力刺激可促进体外培养MSC增殖和成骨分化，细胞排列趋向于紧密有序化；2. Pannexin1通道蛋白与p38MAPK蛋白激酶都参与微张应力刺激促进体外培养MSC增殖和成骨分化的作用，此作用过程伴随着细胞内Ca2+浓度变化和ATP释放变化 ；3. Pannexin1通道蛋白与p38MAPK蛋白激酶参与微张应力刺激促进体外培养MSC增殖和成骨分化的信号转导中，Pannexin1通道蛋白可能位于p38MAPK作用的上游；因为Pannexin1活性抑制剂CBX可抑制微张应力刺激促进磷酸化p38-MAPK表达增强的作用；而p38-MAPK活性抑制剂SB203580不能抑制微张应力刺激促进Pannexin1通道蛋白表达增强的作用。