目的 探討不同機械牽伸條件對肌腱干細胞（tendon stem cells，TSCs）分化的影響，尋求 TSCs 成肌腱分化、成骨分化以及成脂肪分化的最佳單軸循環牽伸載荷。 方法 取 8 周齡雄性 SD 大鼠跟腱，采用酶消化法分離培養 TSCs。取第 3 代 TSCs，隨機分為不同牽拉條件組（實驗組 A～D 組）及靜態培養組（對照組 E 組），其中 A 組牽拉強度 4%、頻率 1 Hz，B 組牽拉強度 4%、頻率 2 Hz，C 組牽拉強度 8%、頻率 1 Hz，D 組牽拉強度 8%、頻率 2 Hz。利用課題組自行研發的體外細胞單軸循環牽拉設備，沿培養皿長軸對 A～D 組細胞進行單軸循環機械牽伸，E 組細胞行靜態培養。分別處理 12、24、48 h 后收集各組細胞，采用實時熒光定量 PCR 檢測成腱分化相關基因 Scleraxis（SCX）、抗細胞黏合素 C（Tenascin C，TNC），成脂肪分化相關基因 CCAAT/增強子結合蛋白-α（CCAAT-enhancer-binding protein-α，CEBPα）、脂蛋白脂肪酶（lipoprteinlipase，LPL）及成骨分化相關基因 RUNX2、遠端缺失基因 5（distal-less homeobox 5，DLX5）的表達；Western blot 檢測 TNC、CEBPα 及 RUNX2 蛋白表達。 結果 實時熒光定量 PCR 檢測示：SCX、TNC mRNA 相對表達量在 B 組牽拉 24 h 時顯著高于其余各組，差異有統計學意義（P<0.05）；CEBPα、LPL mRNA 相對表達量在 D 組牽拉 48 h 時顯著高于其余各組，差異有統計學意義（P<0.05）；RUNX2、DLX5 mRNA 相對表達量在 C 組牽拉 24 h 時顯著高于其余各組，差異有統計學意義（P<0.05）。Western blot 檢測示：B 組牽拉各時間點 TNC 蛋白表達均高于 E 組（P<0.05），同時牽拉 24 h 與 E 組相比 CEBPα 表達有顯著抑制作用（P<0.05）；C 組牽拉 24 h RUNX2 蛋白表達顯著高于 E 組（P<0.05），同時牽拉 24、48 h TNC 蛋白表達顯著低于 E 組（P<0.05）；D 組牽拉 48 h CEBPα 蛋白表達顯著高于 E 組（P<0.05），TNC 蛋白表達顯著低于 E 組（P<0.05），RUNX2 蛋白表達與 E 組比較差異無統計學意義（P>0.05）。 結論 機械力學刺激可以促進 TSCs 發生分化，而且不同條件的牽拉載荷會引起不同方向分化。4%、2 Hz 牽拉 24 h 為成腱分化最佳條件，8%、1 Hz 牽拉 24 h 為成骨分化最佳條件，8%、2 Hz 牽拉 48 h 為成脂肪分化最佳條件。
目的 探討機械刺激對大鼠跟腱來源肌腱干細胞（tendon stem cells，TSCs）立早基因 c-fos 表達的影響。 方法 取 8 周齡雄性 SD 大鼠跟腱組織，用酶消化法分離、培養 TSCs，取第 3 代細胞用于實驗。利用單拉循環牽伸載荷模型在1 Hz條件下，分別用 4% 和 8% 牽拉強度牽拉細胞，并在牽拉 0、5、15、30、60、120 min 后收集細胞進行實時熒光定量 PCR 檢測，觀察 c-fos mRNA 相對表達量隨牽拉時間的變化，并找到表達最高時間點Tmax。然后分別用 2%、4%、6%、8% 和 12% 的牽拉強度，在牽拉 Tmax 時收集細胞，觀察c-fos mRNA相對表達量隨牽拉強度的變化。接著分別用 2%、4%、6%、8% 和 12% 的牽拉強度，對 TSCs 經 0、5、15 min 短時間牽拉后靜置至 Tmax，觀察 c-fos mRNA 相對表達量經短時刺激后的變化情況。最后分別用 4% 和 8% 牽拉強度牽拉細胞 0、Tmax、120 min，檢測成肌腱分化標志基因Ⅰ型膠原、腱調蛋白（tenomodulin，TNMD），成骨分化標志基因 Runx2、遠端缺失基因 5（distal-less homeobox 5，Dlx5），成脂肪分化標志基因脂肪酸結合蛋白4（fatty acid binding protein 4，FABP4）的表達情況。 結果 與 0 min 相比，在 4% 和 8% 牽拉強度下，c-fos mRNA 相對表達量在牽拉 15 min 時顯著升高（P<0.05），30 min 時出現峰值（P<0.05），至 60 min 時表達量恢復至起始水平（P>0.05）；故Tmax為 30 min。牽拉 30 min 時，2% 的牽拉強度即可使 c-fos mRNA 相對表達量升高，且 6%、8% 和 12% 牽拉強度較 2%、4% 牽拉強度進一步升高，差異均有統計學意義（P<0.05）。經過 5 min 的短時間牽拉，并靜置至 30 min 時即可使 c-fos mRNA 相對表達量升高（P<0.05）。4% 牽拉強度下，在牽拉 30 min 和 120 min 時，各分化標志基因相對表達量與 0 min 比較差異均無統計學意義（P>0.05）；而 8% 牽拉強度下，在牽拉 30 min 時，Runx2 基因相對表達量顯著升高，在牽拉 120 min 時，Ⅰ型膠原、TNMD、Dlx5、Runx2 等基因相對表達量均升高，差異均有統計學意義（P<0.05）。 結論 循環牽拉能夠影響大鼠跟腱來源 TSCs 立早基因 c-fos 的 mRNA 表達，并且呈時間和強度依賴性；提示機械刺激的時間和強度可能在作用早期即對 TSCs 的分化產生影響，對進一步研究 TSCs 機械-細胞內信號耦聯機制具有重要意義。
目的 探討不同強度跑臺訓練對膠原酶誘導的大鼠跟腱微損傷修復的影響。 方法 取 8 周齡雄性 SD 大鼠 72 只，體質量 200～250 g，經適應性跑臺訓練 1 周后，于雙側跟腱各注射 30 μL 濃度為 10 mg/mL 的Ⅰ型膠原酶溶液，制備膠原酶誘導的跟腱微損傷模型。飼養 1 周后隨機分為對照組（n=24）、低強度組（n=24）、高強度組（n=24）；對照組大鼠可自由活動；低、高強度組采用計算機控制動物實驗跑臺對大鼠進行被動跑臺訓練，其中低強度組跑臺強度為 13 m/min、20 min/d，高強度組跑臺強度為 17 m/min、60 min/d。于訓練開始即刻及 1、4 周，每組各取 8 只大鼠雙側跟腱，行大體觀察、組織學觀察并半定量評分以及生物力學測試。 結果 訓練開始即刻，各組跟腱標本大體觀察、組織學觀察及半定量評分以及生物力學測試比較，差異均無統計學意義（P>0.05），提示各組跟腱微損傷模型損傷程度相似，具有可比性。大體觀察示，1 周時，各組腱旁結締組織增生、肌腱組織缺乏光澤；4 周時，低強度組腱旁增生組織較對照組明顯減少，而高強度組腱旁結締組織較多，并且有大量新生血管形成。組織學觀察示，1 周時各組間總分比較差異無統計學意義（P>0.05）；低、高強度組僅新生血管量評分與對照組比較，差異有統計學意義（P<0.05）。4 周時，高強度組總分明顯高于對照組、低強度組，對照組顯著高于低強度組（P<0.05）；低強度組纖維排列、細胞形態、細胞異常增多、新生血管量評分與對照組、高強度組比較，高強度組細胞異常增多評分與對照組比較，差異有統計學意義（P<0.05）。生物力學測試示，1 周時各組跟腱橫截面積、最終應力、抗拉強度及彈性模量比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。4 周時，低強度組最終應力及抗拉強度較對照組明顯升高（P<0.05），最終應力及彈性模量較高強度組明顯升高（P<0.05）；其余各指標組間比較差異均無統計學意義（P>0.05）。 結論 低強度跑臺訓練能夠促進膠原酶誘導的大鼠跟腱微損傷的修復。