基质物理特性介导HDAC6调控软骨细胞初级纤毛形态的实验研究

目的初级纤毛作为重要的力感受器介导软骨细胞力转导和调节关节软骨的健康。深入揭示复杂基质微环境物理特性调控细胞初级纤毛形态的分子机制是理解软骨生长、发育以及骨性关节炎发病机制的前提。方法利用微纳米技术和PDMS、海藻酸钠反演软骨基质弹性、黏弹性和形状等物理特性,通过IL1β诱导炎症环境和Tub A抑制HDAC6活性分析初级纤毛形态及其对炎症响应的影响,免疫荧光分析初级纤毛出现率和长度。利用激活剂Yoda1和抑制剂Gs MTx4验证Piezo1对初级纤毛的调控。结果软基质显著增加HDAC6活性和NO、PGE2和MMP13表达以及降低COL2和SOX9蛋白表达,从而削弱软细胞功能和抵抗炎症的能力。Tub A抑制HDAC6活性能降低炎症环境下不同硬度基质中NO、PGE2的表达,但无显著性差异;硬基质显著促进初级纤毛增长,而且IL-1β诱导的炎症环境促进不同硬度基质中初级纤毛增长,其中软基质中增幅显著。但抑制HDAC6不仅降低炎症响应,同时还促进初级纤毛伸长。此外,Yoda1激活Piezo1促进初级纤毛的伸长依赖于基质硬度,而且Gs MTx4抑制Piezo1能显著性减小硬基质上初级纤毛的长度。结论总之,基质物理特性和Piezo1能通过抑制HDAC6活性促进初级纤毛伸长,进而调控软骨细胞对炎症的响应。