牙周膜干细胞对细胞外基质刚度的力学响应

摘要

目的 探讨牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)对基质刚度的力学响应机制。方法 构建梯度刚度水凝胶基底(5、15、25、45、65、125 kPa)进行PDLSCs培养。通过免疫荧光染色检测细胞铺展面积、FAK Y397磷酸化、YAP核定位、F-肌动蛋白(F-actin)及Lamin A/C表达；Western blotting验证FAK Y397磷酸化水平；分别使用双侧Student-t检验和Turkey’post hoc检验对两组和多组之间数据进行统计分析,比较不同刚度下细胞行为与信号分子变化。结果 随基质刚度增加,细胞铺展面积显著增大,FAK Y397磷酸化水平增强,肌动蛋白纤维帽形成,细胞骨架排列有序性提高,核扁平化程度加剧,最终致YAP入核率显著上升(5 kPa 1.09±0.14 vs.125 kPa 3.69±0.54,P<0.05)。结论 基质刚度通过力学信号通路(FAK-细胞骨架-YAP)调控PDLSCs的形态与分子响应,证实基质刚度提供的力学微环境是影响干细胞行为的关键因素之一,为优化PDLSCs介导的牙周再生策略提供了新靶点。

关键词

基质刚度 / 力学信号 / F-肌动蛋白 / FAK / YAP

基金资助

国家自然科学基金项目(No.82401167); 陕西省自然科学基础研究计划项目(No.2024JC-YBQN-0959); 西安交通大学基本科研业务费(No.xzy012025134)