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研究目的:功能矫形治疗成功的一个关键因素是面颌部肌肉结构和功能的适应性改建。矫治过程中肌肉受到矫治器所施加的被动牵张,同时还受到内在的神经冲动的生理性调节作用,由于这种内外因素的复杂调控,导致通过体内实验研究骨骼肌改建的分子信号的调节机制受到限制。myogenin是成肌细胞分化融合形成肌管过程中重要的调节因子,观察在不同时间内,体外模拟功能矫形力和施加神经刺激对C2C12细胞中myogenin的表达的影响,深入研究骨骼肌改建可能存在的内在分子机制,将为临床正畸治疗提供相应的理论指导。
研究方法:本研究以C2C12成肌细胞为研究对象,采用四点弯曲细胞应力加载系统对C2C12细胞体外加力,通过培养基中加乙酰胆碱(Ach)的方法,对C2C12细胞施加神经刺激,收集样本后运用实时荧光定量聚合酶链式反应和Western免疫印迹等方法,从细胞分子水平和蛋白水平,观察应力刺激和Ach刺激后C2C12细胞内部myogenin的变化。
结果:
1、成肌细胞C2C12在受到2000μstrain的周期性张力刺激后,其生长状态、生物学活性保持良好,长时间的张力刺激后,细胞排列呈现出顺应力场方向的趋势;
2、2000μstrain的张力刺激可以促进成肌细胞C2C12表达myogenin,尤其是在8h以后,myogenin的表达无论是在基因水平还是蛋白水平都发生了明显的变化,P<0.05:
3、连续12h观察期间,单纯的Ach刺激对成肌细胞的分化作用影响无统计学意义,但是当2000μstrain张力刺激后,细胞对Ach的敏感性提高;
4、张力和Ach的联合刺激可以明显提高。myogenin的基因和蛋白表达水平,其中对蛋白表达的影响更加显著,在连续观察的12h内,蛋白表达量增加了67%,P<0.05;
5、myogenin的基因和蛋白表达的趋势在连续12h的观察中存在差异,尤其是在联合组中,蛋白表达趋势明显高于基因表达。
本研究提示:
1、适当的张应力刺激可提高myogenin的表达,诱导成肌细胞分化,促进骨骼肌的改建;
2、周期性的张应力刺激联合Ach的递质刺激,可以提高myogenin蛋白的翻译效率,myogenin蛋白表达存在转录水平和转录后水平的双重调节;
3、功能矫形治疗中骨骼肌的改建具有时间依赖性,提示临床治疗中为了获得良好的矫治效果,应延长患者戴用矫治器的时间。