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Piezo1 介導(dǎo)的鈣內(nèi)流變化以及 p53 乙酰化和去乙酰化，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞向 M2 極化，分泌 TGF-β1 并促進(jìn) BMSC 成骨。

骨關(guān)節(jié)炎（OA）不再被視為關(guān)節(jié)軟骨磨損的簡(jiǎn)單問(wèn)題。相反，骨關(guān)節(jié)炎是一種涉及軟骨和非軟骨組織（如軟骨下骨和滑膜）的全關(guān)節(jié)疾病。其中，軟骨下骨隨著力學(xué)環(huán)境的變化而不斷重塑。目前對(duì)OA軟骨下骨紊亂的理解jinxian于其與韌帶或半月板損傷導(dǎo)致的局部機(jī)械負(fù)荷改變的聯(lián)系。最近，高血壓，最常見(jiàn)的血管疾病，已成為OA的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。這可能表明全身血流動(dòng)力學(xué)機(jī)械應(yīng)力在軟骨下骨重塑和OA發(fā)病機(jī)制中具有合理的作用。然而，他們的關(guān)系仍未完全了解。組織生長(zhǎng)和重塑主要由細(xì)胞介導(dǎo)，機(jī)械信號(hào)在此過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。在血管

全世界超過(guò)10%的人口患有慢性腎病（CKD）。糖尿病和高血壓是導(dǎo)致終末期腎病（ESRD）發(fā)展的主要原因，常與腎小球有關(guān)。高血壓被認(rèn)為會(huì)特異性地?fù)p害足細(xì)胞，足細(xì)胞是腎小球中一種終末分化的上皮細(xì)胞類型，具有較大的細(xì)胞體、延伸突起和足突（FP），貼附于腎小球基底膜（GBM）表面。為了防止腎小球高血壓引起的足細(xì)胞脫離和損傷，了解負(fù)責(zé)的機(jī)械傳感器是必不可少的。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)的足細(xì)胞具有機(jī)械敏感性，并且機(jī)械應(yīng)力和流動(dòng)誘導(dǎo)的剪切應(yīng)力會(huì)改變它們的肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架以及基因表達(dá)。然而，負(fù)責(zé)肌動(dòng)蛋白重組的機(jī)械傳感

機(jī)械敏感的骨組織根據(jù)機(jī)械負(fù)荷調(diào)整其結(jié)構(gòu)。骨細(xì)胞（Osteocytes）是骨組織中主要的機(jī)械感覺(jué)細(xì)胞，可以檢測(cè)來(lái)自腔隙-小管網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械信號(hào)，并將骨合成代謝分子釋放到骨基質(zhì)中，以調(diào)節(jié)骨表面的骨重塑。心臟細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）提供結(jié)構(gòu)支持并調(diào)節(jié)心臟中細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的活性。心臟 ECM 由膠原蛋白、糖蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖組成，在心臟病進(jìn)展過(guò)程中經(jīng)歷了廣泛的重塑。硫酸軟骨素（CS）是主要的糖胺聚糖之一，由N-乙酰半乳糖胺和葡萄糖醛酸聚合而成。CS 已被證明通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)的損傷恢復(fù)中發(fā)揮重

線粒體對(duì)于心肌細(xì)胞的能量產(chǎn)生至關(guān)重要，其功能障礙與心力衰竭的發(fā)展密切相關(guān)。線粒體代謝功能與裂變和融合調(diào)控的線粒體動(dòng)力學(xué)有關(guān)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，線粒體裂變需要?jiǎng)恿Φ鞍紫嚓P(guān)蛋白1（Drp1）。Drp1 是一種由其受體募集到線粒體外膜的 GTP 酶，并參與線粒體膜斷裂。在新生大鼠心室肌細(xì)胞（NRVMs）中，Drp1 的缺失會(huì)累積損傷的線粒體，減少細(xì)胞內(nèi) ATP，并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。心肌組織特異性 Drp1 敲除小鼠的心力衰竭表型也證明了 Drp1 在維持正常心臟功能中的作用。Drp1 對(duì)線粒體裂變功能的調(diào)

骨搬運(yùn)技術(shù)是目前修復(fù)肢體骨缺損的主要方法之一。在骨修復(fù)的過(guò)程中，牽張應(yīng)力刺激細(xì)胞的增殖與分化，從而實(shí)現(xiàn)骨與軟組織的同步再生。目前如何修復(fù)大骨缺損的一個(gè)重要研究方向是如何在體內(nèi)促進(jìn)干細(xì)胞的成骨分化。其中，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）是具有成骨、成軟骨、成脂肪和成肌分化功能的細(xì)胞，在再生醫(yī)學(xué)中具有巨大的潛力。整合素是一類重要的細(xì)胞表面受體，由 α亞基和 β亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合形成的跨膜異二聚體糖蛋白。整合素通過(guò)募集多種細(xì)胞內(nèi)蛋白并將細(xì)胞內(nèi)微絲細(xì)胞骨架與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）連接起來(lái)形成黏著斑復(fù)合物，從而將機(jī)

正畸牙齒移動(dòng)（OTM）是由機(jī)械力誘導(dǎo)的牙槽骨重塑過(guò)程，并受局部無(wú)菌炎癥的調(diào)節(jié)，其潛在機(jī)制對(duì)解剖至關(guān)重要。巨噬細(xì)胞作為機(jī)械敏感細(xì)胞，通過(guò)分泌細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)局部炎癥在 OTM 中起著至關(guān)重要的作用。研究證明，骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）具有顯著的自我更新能力和多向分化潛能，是成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞，可以直接響應(yīng)機(jī)械力并促進(jìn) OTM 期間牙槽骨的形成。因此，在機(jī)械力下巨噬細(xì)胞與BMSCs的相互串?dāng)_以促進(jìn)其成骨的過(guò)程可能是OTM期間機(jī)械力誘導(dǎo)牙槽骨形成的重要組成部分。越來(lái)越多的證據(jù)表明，外泌體在骨重

在高血壓期間，血壓升高導(dǎo)致病理性循環(huán)拉伸的增加，這是由于搏動(dòng)血壓后動(dòng)脈壁的節(jié)律性擴(kuò)張和松弛造成的。根據(jù)臨床超聲數(shù)據(jù)，高血壓患者大動(dòng)脈擴(kuò)張高達(dá) 15%，而血壓正常者約為 5%。最近，高血壓中慢性升高的循環(huán)拉伸已被廣泛報(bào)道是血管平滑肌細(xì)胞（VSMCs）功能障礙的重要因素。然而，循環(huán)拉伸對(duì) VSMCs 的調(diào)節(jié)作用尚未完全闡明。

動(dòng)脈粥樣硬化是一種進(jìn)行性血管疾病，其特征是脂質(zhì)或纖維元素聚集，導(dǎo)致形成易損和破裂的斑塊。研究表明，血管內(nèi)壁單層內(nèi)皮細(xì)胞（EC）功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化的主要原因。內(nèi)皮在調(diào)節(jié)血管功能方面起關(guān)鍵作用，包括血流、血管張力、選擇性屏障、止血和激素運(yùn)輸。具體來(lái)說(shuō)，它與血管系統(tǒng)中生物力學(xué)的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān)。血管壁剪切應(yīng)力和周向拉伸是血流施加的兩種生物力學(xué)力。同時(shí)，ECs 還具有血管壁細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）特征，例如剛度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間排列。內(nèi)皮通過(guò)不同的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路感知不同的機(jī)械線索，這些轉(zhuǎn)導(dǎo)通路涉及多種被認(rèn)為具有

從腎臟到尿道的尿路梗阻是嬰兒腎損傷的重要原因。梗阻可能發(fā)展為嚴(yán)重的腎臟炎癥、纖維化和慢性腎病。尿路梗阻導(dǎo)致腎內(nèi)皮素（ET）1 水平升高，提示腎臟 ET1 可能導(dǎo)致梗阻性腎病。ET有三種不同的異構(gòu)體（ET1、ET2和ET3）。血管活性 ET 異構(gòu)體是由 ET 轉(zhuǎn)化酶（ECE）誘導(dǎo)的前分子大 ET 蛋白水解加工為生物活性肽產(chǎn)生的。ECE1 主要在腎小管區(qū)域表達(dá)。H2O2 是一種活性氧（ROS），可反式激活 ECE1 的啟動(dòng)子并增加其水平。尿路梗阻導(dǎo)致顯著的 ROS 生成和腎小管細(xì)胞的伸展。研究還表明

據(jù)報(bào)道，揉眼睛會(huì)顯著惡化各種眼部疾病。長(zhǎng)期過(guò)度揉眼時(shí)對(duì)角膜產(chǎn)生的機(jī)械壓力導(dǎo)致角膜變薄，這種情況稱為圓錐角膜。許多研究強(qiáng)烈表明，圓錐角膜可能是一種炎癥性疾病。眼部炎癥是一種多方面的反應(yīng)，通常由各種刺激物引發(fā)。常見(jiàn)的過(guò)敏原和病原體，如花粉、寵物皮屑、真菌、塵螨和病毒，以及煙霧和化學(xué)物質(zhì)等環(huán)境刺激，都會(huì)在眼表引發(fā)免疫反應(yīng)。圓錐角膜患者和佩戴隱形眼鏡人群的淚液研究（隱形眼鏡被認(rèn)為會(huì)對(duì)眼表組織產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力）已經(jīng)確定了促炎細(xì)胞因子水平的升高，如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤

眼壓升高（IOP）是青光眼的主要危險(xiǎn)因素，其是由于房水（AH）通過(guò)小梁網(wǎng)（TM）/施萊姆管（SC）流出通道組織的引流障礙，導(dǎo)致眼壓穩(wěn)態(tài)中斷。流出通道中的細(xì)胞持續(xù)受到機(jī)械力的影響，如拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力，分別是由 IOP 和 AH 流量的每日波動(dòng)引起。研究表明，TM 和 SC 細(xì)胞能夠通過(guò)各種生理反應(yīng)感知和響應(yīng)這些機(jī)械應(yīng)力，這被認(rèn)為是維持 IOP 穩(wěn)態(tài)所必需的內(nèi)在適應(yīng)機(jī)制。自噬的激活是一種適應(yīng)性反應(yīng)，初級(jí)纖毛（PC）是拉伸和剪切應(yīng)力誘導(dǎo)的 TM 和 SC 細(xì)胞中自噬的關(guān)鍵機(jī)械傳感器。初級(jí)纖毛作為細(xì)胞

小梁網(wǎng)（TM）/Schlemm 管（SC）常規(guī)流出通道中的機(jī)械力被認(rèn)為在調(diào)節(jié)房水（AH）穩(wěn)態(tài)和眼壓（IOP）中起關(guān)鍵作用。由于脈動(dòng)或活動(dòng)（如眨眼和掃視）引起的壓力差和眼壓波動(dòng)，流出通道內(nèi)的細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷拉力或機(jī)械拉伸。此外，流出通道細(xì)胞在流經(jīng) TM 和 SC 組織時(shí)會(huì)受到 AH 流動(dòng)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。機(jī)械拉伸會(huì)觸發(fā)細(xì)胞骨架中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，根據(jù)應(yīng)力的大小和持續(xù)時(shí)間，細(xì)胞骨架可能會(huì)流化以適應(yīng)力或加強(qiáng)以抵抗力。這種機(jī)械反應(yīng)涉及細(xì)胞骨架成分（包括微管）之間的復(fù)雜協(xié)調(diào)，微管在感應(yīng)機(jī)械力和穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面起著關(guān)鍵作

主動(dòng)脈壁暴露在不斷變化的環(huán)境中。在壓力增加的情況下，如血流動(dòng)力學(xué)壓力，主動(dòng)脈壁感應(yīng)機(jī)械信號(hào)發(fā)生重塑，并增加其厚度以保持主動(dòng)脈強(qiáng)度和承受壓力。這種適應(yīng)性反應(yīng)由多種細(xì)胞類型協(xié)調(diào)，特別是主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞（SMCs），它們接收機(jī)械信號(hào)并激活信號(hào)傳導(dǎo)和基因表達(dá)以增加主動(dòng)脈壁強(qiáng)度。各種遺傳缺陷和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素可能會(huì)損害這種適應(yīng)性反應(yīng)，導(dǎo)致主動(dòng)脈衰竭、主動(dòng)脈瘤和急性主動(dòng)脈夾層（AAD）發(fā)展，并最終導(dǎo)致破裂。然而，這種適應(yīng)性反應(yīng)的分子和細(xì)胞過(guò)程及其調(diào)控尚不清楚。鑒于此，美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院心臟外科及肯塔基大學(xué)列克星敦分

傷口愈合是生物體中持續(xù)發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程，屬于組織穩(wěn)態(tài)的一部分，通過(guò)新組織替換受損組織，最終形成由活化成纖維細(xì)胞排列的膠原纖維構(gòu)成的無(wú)功能纖維化疤痕。成纖維細(xì)胞是傷口愈合的關(guān)鍵細(xì)胞，愈合過(guò)程分為止血、炎癥、增殖和組織重塑四個(gè)階段，炎癥期成纖維細(xì)胞趨化遷移至傷口，隨后增殖，再到組織重塑期，部分成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，促進(jìn)組織收縮。愈合時(shí)部分人會(huì)出現(xiàn)增生性疤痕或瘢痕疙瘩這類異常瘢痕，影響患者身心。二者都有過(guò)多膠原蛋白的變色皮膚擠壓物，但嚴(yán)重程度不同，增生性疤痕不超出原始傷口邊界且增厚凸起，瘢痕疙瘩

增生性瘢痕（HS）是皮膚損傷后引發(fā)的纖維增生性疾病，嚴(yán)重影響患者的功能與外觀，目前的治療手段效果欠佳，亟需探索新療法。雖然傳統(tǒng)研究聚焦于細(xì)胞因子機(jī)制，但近年來(lái)生物力學(xué)信號(hào)在瘢痕形成中的作用逐漸受到關(guān)注，機(jī)械牽張能促使成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化，加劇細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積，不過(guò)細(xì)胞機(jī)械感知的具體分子機(jī)制尚不明確。Piezo1 通道作為一種新型機(jī)械激活陽(yáng)離子通道（MAC），據(jù)報(bào)道能夠調(diào)節(jié)力介導(dǎo)的細(xì)胞生物學(xué)行為。然而，Piezo1 在 HS 形成中的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)作用尚未被研究。基于此， 上海交通大學(xué)醫(yī)

椎間盤(pán)退行性病變（DDD）是腰痛的重要病因。DDD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，包括機(jī)械負(fù)荷過(guò)大、創(chuàng)傷、炎癥、遺傳、衰老、肥胖、營(yíng)養(yǎng)不良等。椎間盤(pán)（IVD）纖維環(huán)（AF）的物理?yè)p傷是脊柱退行性改變的重要原因。過(guò)度的機(jī)械拉伸會(huì)改變AF細(xì)胞的數(shù)量和表型，從而降低AF的彈性，導(dǎo)致IVD進(jìn)一步損傷和退化。此外，AF細(xì)胞具有祖細(xì)胞的特性，可以在體外和體內(nèi)分化為軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞。因此，研究AF細(xì)胞上成骨的信號(hào)通路對(duì)于闡明DDD的發(fā)病機(jī)制非常重要。BMPs（人骨形態(tài)發(fā)生蛋白）是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）超家族的成員

安氏Ⅱ類錯(cuò)牙合是口腔正畸學(xué)中的一種臨床疾病。功能矯治器是一種本身不產(chǎn)生任何機(jī)械力，通過(guò)改變頜面部的肌肉環(huán)境，促進(jìn)頜發(fā)育及顱面骨骼生長(zhǎng)的一類矯正器。機(jī)械力信號(hào)被傳遞到細(xì)胞中并促進(jìn)骨骼肌重塑。因此，闡明拉伸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的潛在機(jī)制對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化臨床治療非常重要。

在衰老過(guò)程或衰老相關(guān)疾病中，細(xì)胞或細(xì)胞骨架的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生深刻變化，但細(xì)胞核力學(xué)性質(zhì)和相關(guān)調(diào)控機(jī)制的潛在變化仍然知之甚少。細(xì)胞將機(jī)械應(yīng)力從細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）正確傳遞到細(xì)胞核的能力對(duì)于保護(hù)細(xì)胞核和基因組免受異常機(jī)械應(yīng)力的損傷至關(guān)重要。研究結(jié)果表明，升高的Sun2表達(dá)在介導(dǎo)早衰細(xì)胞中機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的核損傷中有很大關(guān)系，抑制Sun2表達(dá)可有效減少機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的核損傷，這可能是治療早衰衰老或衰老相關(guān)疾病的新型治療策略。

研究建立了椎間盤(pán)退變器官培養(yǎng)模型，目的是研究MS后程序性細(xì)胞死亡，ECM變性和線粒體ROS產(chǎn)生的發(fā)生。通過(guò)測(cè)量細(xì)胞反應(yīng)來(lái)評(píng)估MS、線粒體ROS、程序性細(xì)胞死亡和ECM變性的相關(guān)性，以幫助闡明DDD的分子病理生理學(xué)。