Migration and differentiation of bone marrow‐derived mesenchymal stem cells (BMSCs) is an important biological process in tissue regeneration. Nanostructured titanium materials are believed to play a fundamental role in dental and orthopedic applications. However, the protein adsorption on nanostructured titanium materials and its correlation with the subsequent cell behaviors have not been studied. In this work, the titania nanotube arrays with different tubular diameters ranging from 27.3 to 88.2 nm were fabricated by using an electrochemical etching method. The adsorbed amounts and types of cell adhesion‐related proteins (such as fibronectin, vitronectin, and laminin) from serum were investigated, revealing that these proteins were preferred to bind onto the surface with nanotubes of a smaller diameter. Adhesion and migration of BMSCs were studied as a function of different nanotube diameters in the presence or absence of serum proteins. Compared with the nanotube surface with a larger tubular diameter (88.2 nm), the surface with a smaller one could better support BMSCs in terms of adhesion and spreading. The pre‐adsorbed serum proteins significantly enhanced adhesion and migration abilities of BMSCs. However, the adequate interactions between cells and serum proteins on the nanotubes surface with smallest nanotubes in diameter weakened cell mobility. Arrangement of cytoskeleton and expressions of key genes and proteins were studied, revealing that the nanostructured surfaces and pre‐adsorbed proteins jointly mediated the adhesion and migration of BMSCs.

中文翻译：

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血清蛋白在二氧化钛纳米管上的吸附及其对间充质干细胞粘附和迁移的调节作用。

骨髓间充质干细胞（BMSCs）的迁移和分化是组织再生的重要生物学过程。纳米结构的钛材料被认为在牙科和整形外科应用中发挥着重要作用。然而，尚未研究纳米结构钛材料上的蛋白质吸附及其与后续细胞行为的相关性。在这项工作中，通过使用电化学蚀刻方法制造了具有 27.3 至 88.2 nm 不同管径的二氧化钛纳米管阵列。研究了从血清中吸附的细胞粘附相关蛋白（如纤连蛋白、玻连蛋白和层粘连蛋白）的吸附量和类型，表明这些蛋白质更倾向于结合到直径较小的纳米管表面。在存在或不存在血清蛋白的情况下，研究了 BMSC 的粘附和迁移作为不同纳米管直径的函数。与管径较大（88.2 nm）的纳米管表面相比，管径较小的表面在粘附和扩散方面可以更好地支持BMSCs。预吸附的血清蛋白显着增强了 BMSCs 的粘附和迁移能力。然而，细胞与直径最小纳米管表面上的血清蛋白之间的充分相互作用削弱了细胞的流动性。研究了细胞骨架的排列以及关键基因和蛋白质的表达，揭示纳米结构表面和预吸附的蛋白质共同介导了 BMSCs 的粘附和迁移。与管径较大（88.2 nm）的纳米管表面相比，管径较小的表面在粘附和扩散方面可以更好地支持BMSCs。预吸附的血清蛋白显着增强了 BMSCs 的粘附和迁移能力。然而，细胞与直径最小纳米管表面上的血清蛋白之间的充分相互作用削弱了细胞的流动性。研究了细胞骨架的排列以及关键基因和蛋白质的表达，揭示纳米结构表面和预吸附的蛋白质共同介导了 BMSCs 的粘附和迁移。与管径较大（88.2 nm）的纳米管表面相比，管径较小的表面在粘附和扩散方面可以更好地支持BMSCs。预吸附的血清蛋白显着增强了 BMSCs 的粘附和迁移能力。然而，细胞与直径最小纳米管表面上的血清蛋白之间的充分相互作用削弱了细胞的流动性。研究了细胞骨架的排列以及关键基因和蛋白质的表达，揭示纳米结构表面和预吸附的蛋白质共同介导了 BMSCs 的粘附和迁移。预吸附的血清蛋白显着增强了 BMSCs 的粘附和迁移能力。然而，细胞与直径最小纳米管表面上的血清蛋白之间的充分相互作用削弱了细胞的流动性。研究了细胞骨架的排列以及关键基因和蛋白质的表达，揭示纳米结构表面和预吸附的蛋白质共同介导了 BMSCs 的粘附和迁移。预吸附的血清蛋白显着增强了 BMSCs 的粘附和迁移能力。然而，细胞与直径最小纳米管表面上的血清蛋白之间的充分相互作用削弱了细胞的流动性。研究了细胞骨架的排列以及关键基因和蛋白质的表达，揭示纳米结构表面和预吸附的蛋白质共同介导了 BMSCs 的粘附和迁移。