[目的]　　通过研究机械离心力(mechanical centrifugal force)对大鼠成骨细胞(osteoblast，OB)细胞骨架、细胞增殖（CCK-8）和分化标志物碱性磷酸酶(alkalinephosphatase，ALP)活性的影响;阐明机械离心力对大鼠OB生物学功能的影响;通过研究机械离心力对大鼠OB分化密切相关的基因(Runx2，OPN、CollagenⅠ)表达变化的影响，阐明大鼠OB分化成骨可能的机制与骨形态发生蛋白信号通路的关系。　　[方法]　　1.使用胶原酶消化法[1]分离大鼠OB，使用MGG、茜素红、ALP三种化学染色方法来鉴定分离的大鼠OB。　　2.观察机械力加载下大鼠OB增殖、分化及细胞骨架的变化。　　本实验将生长良好的大鼠OB随机分为A、B、C、D四个组，使用细胞机械离心力加载系统使用A=0×g、B=110×g、C=210×g、D=310×g[2，3]不同程度的机械离心力刺激大鼠OB5min，加力结束后继续培养1h、6h、18h、24h四个时间点。初步分析大鼠OB生物学功能变化。　　3.检测大鼠OB在机械离心力作用下其分化相关基因表达情况，分析机械离心力促进大鼠OB分化成骨的可能机制。　　根据上述实验结果选择合适加力力值，刺激大鼠OB5min，加力结束后继续培养1h、6h、18h、24h四个时间点。利用实时荧光定量PCR对成骨细胞分化的相关基因OPN、ColⅠ、Runx2 mRNA表达的水平进行测定。　　利用Noggin能与BMPs紧密结合，阻止BMPs与其他受体结合从而阻断BMP信号通路的传导[4]。细胞加力前使细胞同步化并分组，实验分组:A组:0×g+Noggin;B组:0×g-Noggin;C组:合适力值×g+Noggin;D组:合适力值×g-Noggin，上述四组细胞加力完成后培养1h提取RNA，观察四组细胞Runx2mRNA的表达变化。　　[结果]　　1.大鼠成骨细胞的分离及鉴定[1]　　胶原酶消化法分离大鼠OB， MGG染色观察细胞充分伸展，呈梭形、不规则多边形;ALP染色观察胞膜及胞浆内颗粒染色呈棕色或咖啡色;茜素红染色观察到在细胞团处有橘红色钙化结节;鉴定分离细胞具备大鼠OB典型形态及标志性特征。　　2.机械离心力对成骨细胞增殖、分化功能及细胞骨架状态的影响　　行预实验，观察其细胞增殖功能状态情况，连续加载5天发现连续的离心力加载细胞增殖数据无显著性差异，机械离心力刺激大鼠OB细胞活性无明显异常。查阅相关文献[3，5，6]，选择210×g的离心力加载细胞5min，加力后培养1h、6h、18h、24h后与对照组相比，结果提示1h、6h细胞增殖活性未见明显变化，6h后细胞增殖活性开始下降，18h的细胞增殖活性明显降低，24h后细胞增殖活性逐步恢复正常并略升高。　　ALP活性在机械离心力作用下升高显著:先给大鼠OB行离心力0×g、110×g、210×g、310×g加载5min，培养6h后与对照组相比，离心力可以显著增强细胞ALP活性，其中210×g机械刺激加载的细胞ALP活性增加最明显;选择210×g的离心力刺激细胞后培养1h、6h、18h、24h，观察了不同时间点细胞ALP活性的变化。发现与对照组相比1h，6h的ALP活性增高，18h，24h的ALP活性逐步恢复正常。　　考马斯亮蓝R250染色细胞骨架:形态学观察表明，1h实验组的成骨细胞细胞骨架表现为结构收缩、染色变淡、稀疏、变细。去除此刺激后，随时间延长，12h实验组细胞骨架逐渐恢复，表现为细胞骨架染色颜色加深，放射状应力纤维增多、增粗，两组间差异随时间延长逐渐减小，24h的实验组与对照组间未见明显差异。　　3.机械离心力作用下大鼠OB的Runx2、OPN及ColⅠ mRNA的表达变化　　利用荧光定量PCR对Runx2 mRNA表达的水平进行了测定，细胞加力后发现1h的Runx2 mRNA的表达水平与对照比较显著增加(P＜0.05)，6h后其表达水平逐渐稳定，恢复到未加力水平，18h、24h无明显差异。阻断BMP信号通路结果显示，Runx2 mRNA表达在D组较B组明显增高(P＜0.05)，C组比D组明显降低(P＜0.05）;A、C组与B组间无统计学差异(P＞0.05)。　　OPN mRNA及ColⅠ mRNA的表达变化:与空白对照组相比1h、6h时间点OPN mRNA及ColⅠ mRNA表达水平与对照组相比均升高，但6h后其水平逐渐回落至未加力水平，18h、24h的时间点与对照组相比未检测到显著的变化点。　　[结论]　　1.机械离心力刺激大鼠OB能改善其生物学的功能，促进成骨分化，对大鼠OB的增殖、分化及细胞骨架均有一定影响。　　2.机械离心力刺激诱导大鼠OB成骨分化的过程中，骨形态发生蛋白信号通路发挥了重要作用，该信号通路可能通过诱导Runx2介导。　　3.本研究为进一步系统性探讨机械力作用下骨改建的分子生物学机制开辟了一条新途径，有助于更好的理解正畸牙齿移动的机理，为口腔正畸、口腔种植外科及骨相关疾病力学响应提供新思路。