内皮细胞Piezo1调控H型血管生成在骨质疏松症病理机制中的意义

内皮细胞(endothelial cells,ECs)缺失Piezo1不仅能影响骨重塑导致骨量丢失、加重骨质疏松症,而且能引起H型血管的减少;H型血管调控的成骨-成血管偶联失衡在骨质疏松症的发病过程中起到关键作用。Piezo1为治疗骨质疏松症提供了分子层面的新思路和新视角。笔者主要对Piezo1蛋白介导的H型血管生成的机制作一综述,总结近年来关于骨质疏松症及内皮细胞Piezo1的最新研究进展,为骨质疏松症的治疗提供新的临床见解和理论依据。

机械牵张通过Piezo1调控骨髓间充质干细胞成骨分化的作用机制

目的探讨机械牵张通过Piezo1促进小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化的作用及机制。方法将BMSCs分为0%、3%、6%和12%机械牵张强度组,CCK-8检测细胞增殖,PCR检测成骨因子(Runx2、Osterix、ALP和OPN)mRNA,筛选出最佳牵张强度。再分别设置对照、机械牵张、Piezo1抑制剂、机械牵张+Piezo1抑制剂组。干预结束后,进行ALP染色和ALP活性检测。茜素红染色观察钙结节形成。Western blot检测Piezo1、TGF-β1、p-Smad2和Runx2蛋白水平。结果与0%机械牵张相比,3%和6%机械牵张促进了细胞增殖(P<0.05),且6%机械牵张组Runx2、Osterix、ALP和OPN的mRNA均显著升高(P<0.05)。另外,与对照组相比,机械牵张组ALP染色较深,ALP活性显著升高,钙结节数量增加,Piezo1、TGF-β1、p-Smad2和Runx2蛋白也显著升高(P均<0.05);Piezo1抑制剂组ALP染色较浅,ALP活性显著降低,钙结节数量减少,Piezo1、TGF-β1、p-Smad2和Runx2蛋白也显著降低(P均<0.05)。与机械牵张组相比,机械牵张+Piezo1抑制剂组ALP染色较浅,ALP活性显著降低,钙结节数量减少,Piezo1、TGF-β1、p-Smad2和Runx2蛋白也显著降低(P均<0.05)。与Piezo1抑制剂组相比,机械牵张+Piezo1抑制剂组ALP染色较深,ALP活性显著升高,钙结节数量增加,Piezo1、TGF-β1、p-Smad2和Runx2蛋白也显著升高(P均<0.05)。结论机械牵张可能通过Piezo1上调了TGF-β1/Smad2信号通路表达,促进BMSCs的增殖和成骨分化。

机械敏感性离子通道Piezo在消化系统疾病中的作用

Piezo蛋白是一种非选择性机械敏感性阳离子通道,能够响应压力、剪切应力等机械刺激,将机械信号转化为胞内的生物电活动,引起特定的生物学效应。在消化系统中,Piezo有助于维持消化吸收、物质代谢和免疫调节等正常生理活动,但Piezo的异常状态能够促进内脏高敏感、肠黏膜屏障功能障碍、免疫炎症等多个病理环节,参与消化系统疾病的发生发展。故本文对Piezo蛋白的结构、生理特性,及其在消化系统肿瘤、炎性疾病、纤维化疾病和功能性疾病中的作用进行综述,以期为消化系统疾病的机制研究和潜在治疗靶点的探索提供新的思路。

Piezo 1通过调节肾小管上皮细胞炎症和凋亡参与脓毒症相关急性肾损伤

目的:探讨Piezo 1在脓毒症相关急性肾损伤(SA-AKI)的发病机制中的作用。方法:利用脂多糖(LPS)处理C57BL/6小鼠和人近端肾小管上皮细胞(HK-2细胞)构建SA-AKI模型,Western Blot和免疫荧光检测Piezo 1的表达。肽毒素铲形机械毒素4(GsMTx4)干预SA-AKI小鼠,HE和PAS染色检测小鼠肾组织病理改变。用Piezo 1 siRNA或Yoda 1干预LPS诱导的HK-2细胞,用Western Blot、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测肾小管损伤标志物、炎症因子和凋亡标志蛋白的表达;ELISA法检测细胞上清炎症因子水平;流式细胞术检测细胞凋亡率。Piezo 1 siRNA处理后,用Fluo-4 AM钙离子(Ca^(2+))荧光探针检测细胞内Ca^(2+)含量;Western Blot检测钙蛋白酶2(Calpain 2)、整合素β1(Integrinβ1)的表达。PD151746干预后检测Integrinβ1的表达。Yoda1和PD151746同时干预LPS诱导的细胞,ELISA法检测细胞上清炎症因子水平和流式细胞术检测细胞凋亡率。结果:Piezo 1在SA-AKI小鼠肾小管和LPS处理的HK-2细胞中表达均增加。GsMTx4抑制Piezo 1可减轻SA-AKI小鼠肾小管损伤。沉默Piezo 1可减少LPS诱导的HK-2细胞损伤、炎症和细胞凋亡,然而,Yoda 1进一步加重上述损伤。通过沉默Piezo 1,可减少LPS诱导的Ca^(2+)细胞内流和Calpain 2、Integrinβ1的表达。PD151746抑制Calpain 2可减少Integrinβ1的表达,并抑制Yoda 1引起的HK-2细胞炎症和细胞凋亡。结论:Piezo 1在SA-AKI肾小管上皮细胞中表达上调,可能是通过激活Ca^(2+)/Calpain 2/Integrinβ1通路引起炎症和细胞凋亡,参与SA-AKI的发生发展。

Piezo1通过驱动肌动蛋白细胞骨架重塑促进宫颈癌侵袭迁移的机制研究

目的 探讨Piezo1通过驱动肌动蛋白细胞骨架重塑在宫颈癌侵袭迁移中的作用及机制。方法 采用免疫组化和Western blot法检测宫颈癌组织和细胞系中Piezo1和F-actin的表达;慢病毒转染沉默宫颈癌细胞系Siha及Hela中Piezo1基因,利用Transwell实验研究Piezo1对宫颈癌侵袭和迁移的影响,鬼笔环肽染色观察Piezo1对肌动蛋白细胞骨架的重塑作用,并进一步通过干预细胞骨架聚合状态以证实Piezo1影响宫颈癌侵袭迁移的机制。结果 宫颈癌组中Piezo1和F-actin表达量显著高于对照组,且有转移的宫颈癌组比无转移的宫颈癌组表达更高;沉默Piezo1下调了SiHa及HeLa细胞系中F-actin的表达,并抑制宫颈癌侵袭和迁移,这种抑制作用可被肌动蛋白聚合诱导剂Jasplakinolide部分解除,而激动Piezo1则上调F-actin表达,且促进宫颈癌侵袭和迁移,这种促进作用可被肌动蛋白解聚剂Latrunculin A所抑制。结论 Piezo1在宫颈癌中高表达,并驱动肌动蛋白细胞骨架重塑以促进宫颈癌侵袭和迁移。

新型力学敏感性离子通道Piezo1在心脏纤维化中的研究进展

心脏纤维化参与各种心脏疾病发生发展进程,持续进展可导致心脏结构重塑和功能障碍,增加心血管疾病的死亡风险。新型的力学敏感性离子通道Piezo1可将精细的力传感器与调节Ca^(2+)内流结合起来,参与细胞的力学转导,从而调控细胞生物功能,开辟了细胞力学转导研究的新领域。近年来研究表明,心肌损伤后发生的生物力学改变,可诱导心脏细胞中Piezo1表达上调并介导钙稳态失衡,在心脏纤维化正反馈环路中扮演着重要角色。本文对Peizo1参与调控心脏纤维化的理论基础及相关研究进行综述,并对Piezo1通道有望成为抗纤维化治疗的新靶点进行讨论,以期为心脏纤维化的防治提供新的研究视野。

巨噬细胞中Piezo1调控铁代谢在年龄相关骨量丢失中的研究

目的对Piezo1蛋白在巨噬细胞参与铁代谢平衡调控中作用作一综述,总结近年来关于年龄相关骨量丢失及巨噬细胞Piezo1的最新研究进展,为治疗年龄相关骨量丢失提供新思路。方法计算机检索CNKI、PubMed等数据库自建库至2023年1月与巨噬细胞Piezo1在年龄相关骨量丢失的相关文献,中文检索关键词为“巨噬细胞、机械敏感性离子通道蛋白、年龄相关骨量丢失、骨质疏松症”,英文检索关键词为“Macrophages、Piezo1、age⁃related bone loss、ARBL、Osteoporosis”,最终将42篇文献纳入。结果与结论巨噬细胞参与铁代谢平衡的调控,骨髓巨噬细胞中Piezo1高表达能导致机体出现铁超载,进而导致ARBL的发生。Piezo1为治疗年龄相关骨量丢失提供了分子层面的新思路和新视角。

机械敏感性离子通道蛋白Piezo1与临床疾病相关性的研究进展

Piezo1蛋白作为一种与机械应力刺激信号密切相关的新型机械敏感性离子通道,在响应机械刺激和运动效应方面作用显著。该蛋白在机体的器官和组织中分布广泛、作用较大,自被发现以来,受到了学界的广泛关注。大量科学研究表明,Piezo1在血管、神经、骨骼、免疫、肿瘤等疾病的治疗方面均具有重要意义。该文对Piezo1生物学特性及其与临床疾病的相关性进行综述,为临床相关疾病的发病机制、诊断、治疗和预后监测研究提供了新的思路和展望。

慢病毒沉默Piezo1蛋白与人骨髓间充质干细胞成骨分化及TAZ的表达

背景:Piezo1作为机械敏感蛋白与成骨分化密切相关,TAZ也被证明参与调节成骨分化,但Piezo1调控人骨髓间充质干细胞成骨分化时TAZ是否参与其中目前尚不明确,故研究其具体机制对防治股骨头坏死具有重要意义。目的:探讨Piezo1对人骨髓间充质干细胞成骨分化及TAZ表达的影响。方法:构建靶向Piezo1的siRNA,转染至293T细胞,通过RT-qPCR检测其沉默效率并筛选出Piezo1-Homo-2337进行包装,使用荧光染色检测其最佳感染复数值。Piezo1沉默重组慢病毒进一步被转染至人骨髓间充质干细胞中,通过RT-qPCR、Western blot检测其沉默效果;通过茜素红染色、碱性磷酸酶活性分析、免疫荧光染色、RT-qPCR及Western blot检测分析沉默Piezo1对人骨髓间充质干细胞成骨分化能力及TAZ表达的影响。结果与结论:①与正常组、阴性对照组比较,转染si-Piezo1后人骨髓间充质干细胞中Piezo1的mRNA及蛋白水平明显降低;②与阴性对照组比较,si-Piezo1组碱性磷酸酶活性明显降低,钙沉积明显减少;③与阴性对照组比较,si-Piezo1组成骨相关基因Runx2、OPN、DLX5、osteocalcin、β-catenin及TAZ的mRNA水平明显降低。si-Piezo1组TAZ、β-catenin的蛋白表达明显降低;相反,si-Piezo1组p-TAZ、p-β-catenin的蛋白表达明显增加;④与阴性对照组比较,免疫荧光染色结果提示si-Piezo1组人骨髓间充质干细胞中TAZ、β-catenin的表达较少;⑤结果表明Piezo1可促进人骨髓间充质干细胞的成骨分化,沉默Piezo1后人骨髓间充质干细胞的成骨能力明显降低,同时TAZ的表达也同样降低。

PIEZO2通过改变细胞功能促进胰腺癌细胞的发生发展

目的探讨压电型机械敏感离子通道元件2(piezoelectric type mechanosensitive ion channel component 2,PIEZO2)对胰腺癌细胞发生发展的影响。方法采用免疫组织化学技术检测胰腺癌与癌旁组织的PIEZO2阳性率;将PIEZO2干扰片段转染到胰腺癌细胞Panc-1中,通过实时荧光定量PCR(qPCR)和蛋白免疫印迹(WB)检测PIEZO2的转录水平及蛋白水平。以细胞计数试剂盒-8(Cell Counting Kit-8,CCK8)检测细胞增殖情况,transwell法检测细胞的迁移侵袭能力。通过Illumina HiSeq^(TM)X Ten进行cDNA文库构建并测序,分析干扰PIEZO2后Panc-1细胞内差异基因并通过GO富集分析参与基因富集的相关通路。结果胰腺癌组织中PIEZO2表达水平高于癌旁组织,且高PIEZO2表达的胰腺癌患者总生存率较低。敲减PIEZO2基因后,qPCR和WB结果显示PIEZO2的表达量较对照组减低,差异具有统计学意义。敲减组的增殖、迁移、侵袭能力均低于对照组,且差异具有统计学意义。对两组进行转录组分析发现,两组分别获得15521,15325个基因,与敲减组相比,对照组有3411个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)上调,2830个DEGs下调,GO富集分析发现DEGs基因主要富集于细胞内解剖结构、细胞连接和细胞外基质。结论敲除PIEZO2可抑制细胞的增殖、迁移和侵袭,PIEZO2通过调控细胞解剖结构、细胞连接和细胞外基质参与胰腺癌的发生发展,靶向PIEZO2将是胰腺癌新的治疗策略。

机械敏感离子通道Piezo1在压力侧正畸牙槽骨改建的动物实验研究

目的探讨机械敏感性离子通道Piezo1在大鼠正畸牙移动过程中压力侧牙槽骨中的表达及作用,并探究可能的信号通路。方法建立正畸牙移动模型,对不同时间点压力侧牙周组织中机械敏感离子通道Piezo1、破骨细胞数目、破骨细胞标记物(RANKL、OPG)、成骨标记物(Runx2、Osterix)和Wnt非经典信号通路(Wnt5a、CAMKⅡ)的表达水平进行检测并分析其变化规律。结果在正畸牙移动过程中,压力侧破骨细胞数目增加,RANKL表达增加;Piezo1、OPG、Runx2、Osterix、Wnt5a及CAMKⅡ的表达先增高后下降。结论Piezo1可能参与了正畸牙移动过程中压力侧的牙槽骨改建,并通过Wnt非经典信号通路发挥作用。

流体剪切力通过激活Piezo 1蛋白促进肾小球内皮细胞凋亡

目的探讨流体剪切力(FS)对肾小球内皮细胞(GECs)凋亡的影响及Piezo 1蛋白在其中的作用。方法对SD大鼠肾小球内皮细胞进行培养,使用Flexcell-T5000拉力仪模拟流体剪切力刺激,使用流式细胞测量技术检测细胞凋亡水平,通过免疫荧光染色试验检测Piezo 1蛋白在GECs中的表达水平。使用Ca 2+指示剂(Cal-590 AM)观察流体剪切力对Piezo 1通道的激活作用。使用化学激动剂Yoda1、抑制剂GsMtx 4及慢病毒Lv-shPiezo 1调控Piezo 1蛋白功能或表达后,观察Piezo 1对GECs凋亡的影响。结果与对照组相比,剪切力组细胞凋亡率增高(P<0.05),且随着流体剪切力强度升高,细胞凋亡率增高;Piezo 1在GECs中普遍表达,且流体剪切力可以激活Piezo 1通道并增强其表达;激动剂Yoda 1可以促进GECs的凋亡,抑制剂GsMtx 4可以抑制流体剪切力诱导的凋亡;Lv-shPiezo 1敲低GECs中Piezo 1的表达,且敲低组GECs的凋亡率较对照组及Lv-Ctrl组降低(P<0.05)。结论流体剪切力通过激活Piezo 1蛋白及增强其表达促进GECs的凋亡。

PIEZO1影响HaCaT细胞的趋电性迁移

目的伤口中心产生的内源性电场是指导细胞定向迁移促进伤口愈合的重要因子。PIEZO1是机械门控阳离子通道家族成员之一,它参与细胞迁移,影响细胞的趋化迁移,并且受到电压的调节,在伤口愈合过程中发挥重要作用。但PIEZO1是否参与影响电场指导的细胞定向迁移过程尚不清晰,本文以HaCaT细胞为模型探讨PIEZO1及其下游相关蛋白质对细胞趋电性迁移的影响。方法应用活细胞工作站追踪HaCaT细胞在微直流电场中的迁移,使用抑制剂及RNAi技术调控PIEZO1功能和表达,研究PIEZO1对于细胞趋电性迁移的影响;用蛋白质印迹(Western blot)检验细胞的整合素(integrin)β1与FAK磷酸化水平在电场作用下的变化情况,探讨PIEZO1与integrinβ1及FAK等对电场信号的响应及细胞趋电性迁移的影响。结果PIEZO1广谱抑制剂钌红、GsMTx4和RNAi处理显著抑制了HaCaT细胞向正极趋电性迁移的能力;电场和GsMTx4单独作用升高FAK磷酸化和integrinβ1表达,GsMTx4阻止电场进一步升高FAK的磷酸化水平和integrinβ1表达;siRNA干扰PIEZO1表达后显著下调FAK的磷酸化水平,并且电场对FAK磷酸化和integrinβ1表达的促进作用受到抑制;Integrinβ1和FAK的抑制剂使HaCaT细胞的趋电性迁移能力均显著降低。结论PIEZO1参与HaCaT细胞的趋电性迁移,是影响HaCaT细胞趋电性迁移的重要分子之一;抑制integrinβ1和FAK会影响HaCaT细胞的电性迁移;电场信号可能通过PIEZO1介导的信号通路调控integrinβ1的表达和FAK的活化进而影响细胞趋电性迁移。

通络益肾方对UUO大鼠肾间质纤维化及piezo1的影响

目的探讨通络益肾方对单侧输尿管结扎(unilateral ureteral obstruction,UUO)大鼠肾脏纤维化及压电式机械敏感离子通道组件1(piezo-type mechanosensitive ion channel component 1,piezo1)的影响。方法以UUO大鼠为模型,以通络益肾方为干预手段,以缬沙坦为阳性药,连续给药14天。观察大鼠血肌酐和尿素氮变化。采用苏木素—伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色,观察大鼠肾脏病理形态学变化。采用Ⅲ型胶原免疫组化评估大鼠肾间质纤维化程度。采用CD34免疫荧光观察大鼠肾脏肾小管周毛细血管(peritubular capillary,PTC)变化。采用免疫组化、免疫蛋白印记法和转录PCR观察大鼠肾脏piezo1及其下游分子mRNA以及蛋白表达改变。结果与假手术组相比,模型组血清肌酐和尿素氮水平升高(P<0.05),与模型组相比,缬沙坦组和通络益肾方组血清肌酐(P<0.05)和尿素氮(P>0.05)较低。与假手术组相比,模型组镜下观察肾间质纤维化改变明显,PTC明显减少,piezo1表达增加,经通络益肾方和缬沙坦干预后UUO大鼠肾脏间质纤维化程度改善,PTC增多,piezo1表达减少。与假手术组相比,模型组piezo1蛋白表达显著增加(P<0.05),通络益肾方和缬沙坦干预均能降低piezo1蛋白表达(P<0.05);与假手术组相比,模型组大鼠肾组织胎盘生长因子(placental growth factor,PlGF)表达增多(P<0.05);与模型组相比,缬沙坦组和通络益肾方组PlGF表达增多(P<0.05);模型组PlGF的受体血管内皮生长因子受体1(FMS-like tyrosine kinase 1,flt1)表达较假手术组减少(P<0.05),缬沙坦组与通络益肾方组与模型组相比flt1表达水平的升高。结论通络益肾方能明显改善UUO大鼠肾间质纤维化进展,其机制可能是通过下调piezo1蛋白表达,上调ADM、PlGF及其受体flt1表达,减轻PTC损伤,起到拮抗肾间质纤维化的作用。

机械门控离子通道Piezo1调节巨噬细胞参与炎症反应研究进展

压电型机械门控离子通道组件1(piezo-type mechanosensitive ion channel component 1,Piezo1)是哺乳动物体内转导机械刺激信号的主要通道,在调节尿渗透压、控制血压和运动性能、调节上皮细胞增殖与分裂等方面发挥重要作用。机械损伤是炎症诱发因素之一,但机械力诱发炎症的具体机制尚不完全清楚。近年来的研究表明,Piezo1通过介导有关信号通路以及有氧糖酵解等途径调控巨噬细胞参与多种炎症性疾病的过程。本文就Piezo1在该方面的最新研究进展进行综述。

机械敏感性离子通道Piezo1的生理作用

组织或细胞受到外界机械力刺激后会产生机械转导,从而引起一系列的信号调控过程,而机械敏感性离子通道是实现信号转导过程的主力军。研究较为广泛的是机械敏感性通道Piezo1。Piezo1已在多种哺乳动物组织中被发现,能够在接受机械刺激后影响多个信号通路,涉及血管扩张、细胞迁移与炎症反应等,为了发掘Piezo1的潜在治疗价值,提高对其功能的认识,本文检索了关于Piezo1的文献报道,总结了Piezo1在心血管系统、运动系统、神经系统、呼吸系统、消化系统、生殖系统中的最新研究进展。

Piezo1通道激活促进大鼠冠脉平滑肌细胞内钙浓度升高的机制研究

目的:探讨机械敏感性离子通道Piezo1激活促进冠状动脉平滑肌细胞(CASMCs)内Ca^(2+)浓度([Ca^(2+)]i)升高的机制。方法:采用原代成年大鼠CASMCs为研究对象,用细胞免疫荧光技术观察Piezo1在CASMCs中的表达与亚细胞定位情况;利用Western blot检测用si RNA敲减CASMCs中Piezo1和基质相互作用分子1(STIM1)后CASMCs中的蛋白表达情况;利用激光共聚焦显微镜,通过基于Flou-4 AM负载的细胞内Ca^(2+)成像技术,测量CASMCs[Ca^(2+)]i的变化。结果:细胞免疫荧光染色结果显示,Piezo1在原代大鼠CASMCs中表达;Piezo1与肌浆/内质网Ca^(2+)-ATP酶2(SERCA2)、线粒体外膜蛋白TOM20和核膜蛋白lamin B1共定位程度较高。Western blot结果表明,si RNA转染后STIM1和Piezo1蛋白表达下调(P<0.05)。激光共聚焦显微镜检测[Ca^(2+)]i结果表明:与对照组相比,Piezo1激动剂Yoda1诱导CASMCs的胞外Ca^(2+)内流增加(P<0.01),抑制L型钙通道不影响Yoda1诱导的Ca^(2+)内流;Yoda1诱导CASMCs胞内Ca^(2+)释放增加(P<0.01),抑制内质网上的钙通道(雷诺丁受体和1,4,5-三磷酸肌醇受体)不影响Yoda1诱导的胞内Ca^(2+)释放;使用毒胡萝卜素(TG)排空内质网中Ca^(2+)后,Yoda1仍能诱导CASMCs中其它细胞器的Ca^(2+)释放(P<0.01);抑制L型钙通道后,使用钙库操纵性钙通道(SOCC)抑制剂BTP2或敲减STIM1使Yo‐da1诱导CASMCs胞外Ca^(2+)内流减少(P<0.01);敲减Piezo1使TG诱导的CASMCs内质网Ca^(2+)释放增加(P<0.05),但不影响TG诱导的胞外Ca^(2+)内流;抑制L型钙通道和SOCC后,敲减Piezo1导致Yoda1诱导的CASMCs胞内Ca^(2+)释放以及胞外Ca^(2+)内流均减少(P<0.01)。结论:Piezo1激动剂诱导CASMCs胞外Ca^(2+)内流主要通过细胞膜上的Piezo1通道和间接激活的SOCC,也可触发胞内细胞器Ca^(2+)释放,共同升高[Ca^(2+)]i。

Piezo1对骨骼肌再生机制的影响研究进展

Piezo1是一种机械敏感离子通道蛋白,在外界机械力的刺激下,可以引起Ca^(2+)、Na^(+)、K^(+)等阳离子内流,进而将机械信号转化为生物信号,并将信号整合至细胞内,参与多种生理和病理过程。Piezo1参与精确调控骨骼肌卫星细胞的激活与分化过程,维持人体内正常的肌管融合,在调控骨骼肌的再生与增殖过程中发挥着重要的作用。本文主要综述Piezo1的发现、结构和功能,以及Piezo1在骨骼肌再生方面的研究进展,以期为骨骼肌损伤与萎缩的防治提供新的思路。

激活的肺动脉成纤维细胞Piezo1通道通过活化p38-MAPK促进IL-6分泌诱发肺动脉高压的研究

目的利用大鼠肺动脉成纤维细胞探讨机械敏感Piezo1通道与IL-6分泌的关系,分析Piezo1通道在肺动脉高压(PAH)发展过程中的作用机制。方法利用组织块法获取成年SD大鼠肺动脉组织并分离培养肺动脉成纤维细胞;将细胞分为对照组和流体剪切力组,用流体剪切力系统在12 dyn/cm 2条件下培养流体剪切力组细胞24 h,对照组不做额外处理;利用Western blot和PCR技术分别检测对照组和流体剪切力组细胞Piezo1蛋白和mRNA水平;将肺动脉成纤维细胞分为PBS组、Yoda1组和Yoda1+Dooku1组并分别加入10μM PBS、Yoda1和Yoda1+Dooku1培养24 h,24 h后利用检测各组细胞IL-6蛋白和mRNA水平;取Yoda1组细胞分为PBS组、ERK抑制剂组、JNK抑制剂组和p38MAPK抑制剂组分别加入PBS、ERK抑制剂(PD98059,10μM)、JNK抑制剂(SP600125,10μM)和p38 MAPK抑制剂(SB203580,5μM),培养24 h后检测IL-6 mRNA水平;在PBS组、Yoda1组和Yoda1+Dooku1组细胞进行对应处理10 min后检测磷酸化p38 MAPK蛋白水平。结果成功分离培养大鼠肺动脉成纤维细胞;12 dyn/cm 2流体剪切力环境培养24 h后,相较于对照组,流体剪切力组细胞中Piezo1蛋白和mRNA水平均显著升高(P<0.05)。PBS组、Yoda1组和Yoda1+Dooku1组细胞培养24 h后,相较于PBS组和Yoda1+Dooku1组,Yoda1组细胞IL-6蛋白和mRNA水平均显著增高(P<0.05),相较于PBS组,Yoda1+Dooku1组细胞IL-6蛋白和mRNA水平差异无统计学意义(P>0.05)。相较于PBS组、ERK抑制剂组和JNK抑制剂组,p38 MAPK抑制剂组IL-6 mRNA水平受到抑制而显著降低(P<0.05),但PBS组、ERK抑制剂组和JNK抑制剂组IL-6 mRNA水平两两相比差异均无统计学意义(P>0.05)。PBS组、Yoda1组和Yoda1+Dooku1组细胞培养10 min后各组磷酸化p38 MAPK水平显示,相较于PBS组,Yoda1组磷酸化p38水平显著升高(P<0.05),而Yoda1+Dooku1组磷酸化p38水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论血管内流体剪切力改变可上调并激活肺动脉成纤维细胞Piezo1的表达,介导Ca 2+内流活化p38 MAPK通路促进IL-6的分泌,进一步导致血管重塑,加快PAH进程。

Piezo1 as a potential player in intracranial hemorrhage:From perspectives on biomechanics and hematoma metabolism

Intracranial hemorrhage(ICH)causes numerous neurological deficits and deaths worldwide each year,leaving a significant health burden on the public.The pathophysiology of ICH is complicated and involves both primary and secondary injuries.Hematoma,as the primary pathology of ICH,undergoes metabolism and triggers biochemical and biomechanical alterations in the brain,leading to the secondary injury.Past endeavors mainly aimed at biochemical-initiated mechanisms for causing secondary injury,which have made limited progress in recent years,although ICH itself is also highly biomechanics-related.The discovery of the mechanically-activated cation channel Piezo1 provides a new avenue to further explore the mechanisms underlying the secondary injury.The current article reviews the structure and gating mechanisms of Piezo1,its roles in the physiology/pathophysiology of neurons,astrocytes,microglia,and bone-marrow-derived macrophages,and especially its roles in erythrocytic turnover and iron metabolism,revealing a potential interplay between the biomechanics and biochemistry of hematoma in ICH.Collectively,these advances provide deeper insights into the secondary injury of ICH and lay the foundations for future research.