成骨细胞感知力学刺激并将之转换为细胞内Ca2+信号，即成骨细胞的力-化学信号转导过程，是骨骼功能适应性的基本细胞学机理之一。然而，介导此信号转导过程的结构基础和分子机制、以及失重对此过程的影响至今仍未完全阐明。由多囊肾病基因2（PKD2）编码的膜整合蛋白PKD2可在质膜上形成钙离子通透的非选择性阳离子通道，在细胞的流体剪切力信号感受和传递过程中具有关键性作用。因此，PKD2通道蛋白可能是成骨细胞的力-化学信号转导过程中重要的传感分子。.本课题将建立PKD2蛋白过表达和低表达成骨细胞株，在不同表观重力环境下，观察PKD2蛋白表达水平对单层培养成骨细胞和陶瓷基组织工程骨力-化学信号转导的影响，并初步探讨其分子机制。本研究将为阐明成骨细胞力-化学信号转导的分子机制以及失重对其影响提供新的理论和实验依据。

以成骨细胞MC3T3-E1和骨细胞MLO-Y4为实验对象，以二维回转培养模拟失重和振荡型流体剪切力加载作为两种力学刺激的手段，研究了细胞形态结构和相关功能的改变，及对多囊肾病基因PKD2/1蛋白表达分布定位和下游钙信号的影响。研究结果表明：成骨细胞MC3T3-E1和骨细胞MLO-Y4在形态结构和细胞功能方面有明显的差异，因此在研究骨组织细胞力学感知和响应的时候，需要根据不同的实验目的选择合适的细胞；二维回转模拟失重会改变骨组织细胞的形态结构和细胞骨架，并引起可溶性因子分泌及相关基因表达的改变；流体剪切力刺激会影响骨细胞的面积，改变成骨细胞和骨细胞的骨架分布和相关因子表达，但骨细胞表现得更敏感。同时，二维回转模拟失重和流体剪切力刺激都影响了PKD2/1的表达，但在骨组织细胞中，PKD2/1可能通过与肾细胞的钙信号通路不同的分子机制来对力学刺激产生响应。发表研究论文5 篇，会议论文3篇，申报专利3 项，其中2项已授权。