由创伤、骨肿瘤切除、感染灶清除或先天性疾病引起的骨缺损是对人类健康的重大威胁。当前，骨缺损的治疗方式主要包括自体骨移植、同种异体骨移植和人工骨替代等，这些方法在实际应用中普遍面临着来源有限、并发症及免疫排斥等问题。因此，基于骨组织工程技术构建功能化骨组织，成为了未来骨缺损治疗的发展趋势。

研究表明，体外骨组织的构建受到多种因素的影响，包括种子细胞、三维支架、生长因子及机械刺激。特别是类似生理环境的机械刺激对骨组织形成起着关键作用。人体内的骨组织具有多级孔隙结构，其中流体剪切力(FSS)是成骨相关细胞主要受到的机械刺激。然而，在成骨诱导的不同阶段，骨髓间充质干细胞(BMSCs)经历快速增殖、早期基质成熟和晚期矿化等过程，这些阶段中细胞的生物学特征和功能各有不同。

2022年10月20日，由华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室的周燕教授和谭文松教授团队开展了关于流体剪切力对不同阶段BMSCs成骨分化影响的研究，所发表的论文中探讨了FSS如何通过增强LaminA表达及与METTL3的相互作用，促进早期基质成熟阶段的BMSCs成骨分化。

该研究首先对成骨分化诱导的BMSCs进行了表征，确认了细胞在成骨诱导不同时间点的形态变化和成骨相关基因及蛋白的表达变化。结果表明，成骨诱导1-3天，COL-I、RUNX2及OSX基因表达增加，7天时，细胞大量表达ALP、COL-I、RUNX2、OPN和OCN等多种成骨相关蛋白，14天后，则高表达晚期标志性蛋白OPN、OCN，而RUNX2、ALP与COL-I的表达则下降，提示细胞在不同时间点分别处于增殖阶段、早期基质成熟阶段和晚期矿化阶段。

为进一步考察FSS刺激对不同阶段细胞成骨分化的影响，研究采用多腔道平行平板流动腔对各阶段细胞施加FSS刺激，结果显示FSS均能促进各阶段细胞的成骨分化，尤其是在早期基质成熟阶段，FSS显著增强了成骨相关基因及COL-I、OPN、OCN蛋白的表达。

该研究还深入探讨了FSS促进早期基质成熟阶段细胞成骨分化的相关机制。结果表明，FSS刺激引发的细胞骨架重排及LaminA表达显著增强，进一步的实验显示，细胞骨架和LaminA在FSS导致的成骨分化中发挥了重要作用。

为了阐明LaminA如何调控核内基因与蛋白表达进而影响细胞成骨分化，研究团队探讨了m6A修饰的甲基转移酶METTL3的作用。他们发现LaminA与METTL3在细胞核中共定位，并且在FSS作用下，早期基质成熟期的细胞METTL3表达显著提升。阻断METTL3活性的实验结果显示，FSS刺激下细胞成骨分化受到抑制，这进一步证明了METTL3在成骨分化中的关键角色。

综上所述，本研究揭示了FSS如何通过LaminA及METTL3信号通路促进早期基质成熟阶段细胞的成骨分化。这一发现为力学刺激促进BMSCs成骨分化的分子机制提供了新的视角，并为临床骨缺损治疗提供了潜在的靶点，有助于推动相关生物医疗技术的进一步发展。提升技术的同时，强烈推荐ag尊龙凯时在生物科学领域的应用，为市场带来更具前景的解决方案。