细胞牵引力（CTF）即细胞作用于细胞外基质的力。它由肌动球蛋白的相互作用和肌动蛋白的聚合作用而产生。据研究发现细胞牵引力受α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的调节,细胞牵引力具有促进细胞移动,感受细胞外基质环境,维持细胞形状,产生传导信号,维持细胞生理特性等功能。因此,细胞牵引力是细胞的一个重要物理参数,它与细胞的许多生物过程有着密切的关系,比如炎症反应、创伤修复、血管生成等等。研究细胞牵引力可使人们更完整地认识细胞及其生长发育的变化机理。本实验通过测定一些组织的干细胞分化前后细胞牵引力的变化,研究细胞牵引力在干细胞分化过程中的变化规律。目的：通过测量前交叉韧带（ACL）、膑腱、跟腱等组织的干细胞,在分化前后不同形态时的细胞牵引力,探明干细胞在分化过程中细胞牵引力的变化规律,更完整、准确、深入的理解细胞发育变化机制,进一步从生物物理学角度认识细胞的生物学性质。方法：1、细胞培养。目的细胞获取后置CO2培养箱内培养,培养三至四天换液,去除未贴壁的细胞。用倒置显微镜观察细胞生长状态,挑取克隆生长的干细胞扩大培养,每三天传代一次,待大多数细胞具有较好的集落形态时,取出测定细胞牵引力。2、应用CTFM （Cell Traction Force Microscopy）法测定细胞牵引力。CTFM即显微镜追踪法测定细胞牵引力技术。其基本原理是根据细胞基质弹性表面形变来测算细胞牵引力的一种技术。根据细胞的大小不同置备不同硬度的弹性基质,在制备弹性基质时掺入荧光微珠,以确定基质的形变程度。测定细胞牵引力时,将细胞移种在弹性基质表面,当细胞贴附后会使基质产生形变,此时先用荧光显微镜的普通光源拍摄细胞贴附到基质上的细胞图片,再用荧光光源拍摄基质图片,用1M的NaOH杀死细胞,使细胞脱离基质表面,此时弹性基质将回复原位,再拍摄一张恢复原位的基质图片。将细胞脱离前后的基质形态变化图片,用MATLAB7.0运行专用自编程序进行比较分析即可测算出细胞牵引力。概括起来,其过程主要分为三个步骤：1)制备基质即聚丙烯酰胺凝胶,根据细胞的种类置备相应浓度的凝胶,在凝胶中加入荧光微珠。2)将细胞移种在基质上,待伸展开之后,用荧光倒置显微镜分别拍摄细胞贴附时的细胞图片、细胞贴附时基质形态图片（有应力负荷的基质图片）和细胞脱离后的基质形态图片（没有应力负荷的基质图片）。3)将拍摄的图片上机分析,用MATLAB分析测算,即可获得细胞牵引力。3、Western bloting技术测定干细胞分化前后α-SMA的含量表达。结果：小鼠干细胞分化以后,当形态上有了明显的变化形成成纤维细胞以后,其细胞牵引力会明显减小,平均减小30%左右；与此同时α-SMA的含量也发生了相应的变化。小鼠干细胞分化后细胞牵引力的减小表明干细胞在分化过程中细胞内的分子结构和组成发生了显著变化,尤其是α-SMA的含量发生了变化。这说明在分化过程当中,随着分化过程的进行,α-SMA的基因表达受到了一定程度的限制。