成骨細胞的基因表達也會受到機械應變反復作用的影響。研究已經表明，c-fosmRNA的表達在受到應力作用後會快速增強，提示細胞的增殖能力增強；同時發現骨基質蛋白如I型膠原蛋白、骨粘結素、骨鈣蛋白的mRNA的表達岀現快速降低，隨著時間的持續，會出現細胞的增殖減弱，基質蛋白的mRNA表達增強。基質蛋白包括膠原蛋白和非膠原蛋白。I型膠原蛋白是骨基質中含量最豐富的蛋白質，由1條a2鏈和2條al鏈組成。在活躍的骨生成過程中，I型膠原蛋白會明顯增加。在非膠原蛋白中，骨鈣蛋白、骨粘結素在骨組織形成過程中，也起到非常重要的作用，這兩種蛋白質受到許多生長激素和生長因數的調控，而且最常見的促進其基因表達和蛋白質分泌的物質是1,25-二羥基維生素D3,它直接影響編碼這兩種蛋白質的基因的表達。據推測可能是這些基因中含有識別1,25-二羥基維生素D3的結構。
Harter等研究了1~4天不同作用時間，在慢性、間斷性機械應變作用下，人成骨細胞的細胞外基質蛋白的表達和分泌的情況。採用Northem雜交技術，發現在應力作用後48小時，I型膠原蛋白的基因表達就會有增高；免疫螢光標記技術表明，蛋白質的分泌也有相應的提高。在沒有維生素D的情況下，應力作用下的細胞骨粘結素的mRNA表達比無應力作用的細胞增強幾倍；加入維生素D後，在相同的情況下，其表達會有成倍增加。
在應變作用下，骨鈣蛋白的分泌也有增加。在沒有經過維生素D處理，也沒有應變作用的實驗組，檢測不到骨鈣爰白，但經過4天的應變加載後，在細胞的培養基中檢測到了骨鈣蛋白。該研究提示，在沒有激素誘導的情況下，通過應力的傳導機制也可以增強基質蛋白的合成和分泌。
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