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目的：通过研究流体剪切力（fluid shear stress，FSS）对成骨细胞(osteoblast，OB)的细胞骨架、Ca2+响应、细胞周期、分化标志物碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)的活性、与OB分化密切相关的基因(BMP2，Runx2，Osterix)及其蛋白表达的变化，以阐明FSS对OB细胞生物学功能的影响，对OB分化的作用机制及BMP2-Runx2-Osterix信号通路的关系，为力学刺激在骨质疏松的预防和治疗方面的作用提供实验依据。
方法：⑴使用胶原酶消化法、分段胶原酶法、组织块法三种方法分离OB，比较OB成活率、操作时间、操作复杂程度，选择分离OB的最优方法。⑵使用MGG、茜素红、ALP三种化学染色方法来鉴定分离的OB，用CCK-8法绘制生长曲线。⑶将OB分为四个组，使用12dyn/cm2的FSS刺激OB，分别为0min（对照组），30min刺激组，60min刺激组，120min刺激组。免疫荧光染色后观察FSS刺激OB不同时间后所引起的细胞骨架变化，Image J软件计算细胞分形维数，比较细胞内部复杂程度。⑷使用Ca2+试剂盒检测钙响应，ALP测试盒检测ALP活性，流式细胞术检测各刺激组细胞周期的变化。⑸Real-time PCR检测FSS刺激不同时间后OB BMP2、Runx2、Osx基因表达。⑹Western blot检测FSS刺激不同时间后OB BMP2、Runx2、Osx蛋白表达水平变化，使用quantity one进行光密度分析。
结果：①OB分离的三种方法均可获取OB，胶原酶消化法相对其它两种方法，具有细胞分离操作简单、时间短，细胞成活率高等优点。②MGG染色观察细胞充分伸展，呈梭形、三角形或不规则多边形，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OB典型形态及标志性特征。③对照组OB呈梭型或多角形无序排列在载玻片上，12dyn/cm2的FSS作用OB30min后，细胞呈长梭形且与所受力方向呈大约45°夹角，被不同程度的拉伸延长。作用60min后，细胞被进一步拉伸其排列与受力方向趋于一致，细胞内微丝明显增厚且丰富。作用120min后，细胞内分散分布的深染小颗粒增多，细胞染色质固缩，表明细胞出现损伤。12dyn/cm2的FSS刺激OB后可引起细胞骨架形态、微丝丰富度及细胞复杂程度的变化，以60min最明显(P＜0.01)。④与对照组相比，在FSS刺激30min后Ca2+浓度明显升高，延续至60min为高峰平台期(P＜0.05)，120min后Ca2+响应回落；ALP活性升高，在刺激60min时升高最为明显(P＜0.05)；各组细胞周期无明显变化。⑤相对对照组各组BMP2、Runx2、Osterix基因表达均上调，以60min刺激组最明显(P＜0.01)。⑥相对对照组各组BMP2、Runx2、Osterix蛋白表达均上调，以60min刺激组最明显(P＜0.01）。
结论：⑴胶原酶消化法是一种方便、高效、细胞生物学特性稳定的原代OB分离培养方法。⑵12dyn/cm2的FSS刺激OB能改善OB的细胞生物学的功能，促进BMP2、Runx2、Osterix基因及其蛋白表达的上调，并以60min的时间刺激效果最明显。⑶12dyn/cm2的FSS可能通过改变OB骨架促进Ca2+浓度升高，进而激活与分化高度相关的BMP2-Runx2-Osterix信号通路，提高OB分化标志物ALP的活性，最终促进成骨，为骨疾病力学响应提供新思路。