骨骼是我们体内最大的承重器官，它为运动和保护提供机械完整性。在整个生命周期中，骨组织会经历不断的骨损伤和骨重塑，以促进骨稳态。骨的存在和结构取决于骨细胞的形成、数量和活性，这些因素受机械和化学刺激、受体和信号转导、转录和翻译、遗传、营养和内分泌等多种因素的调控。
先前的研究表明，骨髓间充质干细胞（BMSCs）及其谱系分化的后代（如成骨细胞）和骨细胞在骨骼中具有机械敏感性。许多关于 BMSC 机械敏感性的研究表明，BMSC 在运动诱导的骨量增加中有着核心作用。
作为一种多能细胞，BMSCs 在不同负荷条件下可分化为软骨细胞、成骨细胞和脂肪细胞。而且适当强度的恒定负荷能够将 BMSCs 的分化方向由成脂向成骨转变。此外，流体剪切应力（FSS）诱导的 BMSCs 增殖的增加也有助于骨细胞总数的增加。因此，根据 BMSCs 的机械力学能力，建立了运动与骨质量增强之间的直接联系。
了解机械信号如何调节 BMSCs 中的信号通路具有重要意义，通过它可以解开运动对骨形成影响的奥秘。温州医科大学附属第二医院育英儿童医院、广州体育学院、上海体育学院的合作团队的一项研究综述讨论了运动对 BMSCs 活性的影响以及负荷条件下信号通路的变化。
最近的研究已经建立了基于 BMSCs 的机械反应的运动与骨骼健康之间的密切关系。到目前为止，已经充分证实，适当强度的恒定负荷可以促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化。因此，长期的负重运动被认为对维持不同生命阶段的骨量最有效。BMSC 机械反应还为大骨缺损愈合和组织再生提供了有前景的策略。BMSC治疗和生物材料的结合可能是未来骨组织愈合的可靠选择。
参考文献：Sun, Y., Yuan, Y., Wu, W. et al. The effects of locomotion on bone marrow mesenchymal stem cell fate: insight into mechanical regulation and bone formation. Cell Biosci 11, 88 (2021). https://doi.org/10.1186/s13578-021-00601-9