骨矿化过程中,呈圆形的活跃的成骨细胞可以分泌大量胞外基质,逐渐将自身包埋于狭小空间内,并最终分化为成熟的骨细胞;同时,还有一部分成骨细胞会进入凋亡。在此分化过程中,成骨细胞的形状和面积会受到胞外矿化基质的约束并发生明显变化。本论文的主要目标是研究成骨细胞的铺展形状和面积是否调控其凋亡和分化。　　 本研究使用微模式化技术控制成骨样细胞(MC3T3-E1)的铺展形状,根据不同圆度设计了4种形状(圆形、圆+短枝条、圆+中枝条、圆+长枝条),每种形状3种面积(314,615,1256μm2)。首先利用Dil荧光染料标记细胞铺展形状;另外,将成骨细胞接种在微模式化图形内,在3、6、12、24、48小时等不同时间点用TUNEL试剂盒检测细胞的凋亡情况;接种1天和5天后,用免疫荧光标记法原位检测3种成骨细胞分化标志物(碱性磷酸酶、I型胶原、骨钙素)的表达情况。　　 Dil染色结果表明,接种于模式化小岛内的成骨细胞的实际铺展面积与设计的面积一致。凋亡检测结果显示,成骨细胞的凋亡率随铺展面积的增大而降低;但在铺展面积相同时,接种于圆加枝条形状小岛上的成骨细胞的凋亡率明显低于圆形小岛上的细胞,枝条越长则细胞的凋亡率越低。进一步的分化检测结果证明,成骨细胞的分化程度随铺展面积的增大而降低;与同面积的圆相比,圆加枝条形状可以显著降低细胞的分化程度。本文研究结果说明成骨细胞的铺展形状和面积都可以调控其凋亡和分化,其中铺展形状的影响更为显著。此项工作所发现的现象有助于更深入地理解成骨细胞的分化机制以及细胞与基质的相互作用关系。