Piezo1通过Cx43半通道调控衰老骨细胞力学响应的作用机制

目的老龄化骨质疏松症与骨细胞感知力学刺激能力的降低密切相关。Piezo1离子通道在骨细胞代谢调控中发挥关键作用,但在老龄骨细胞力学响应中尚未报道。已有研究显示,骨细胞Piezo1的激活介导用于调控骨合成代谢的重要通道Cx43半通道的开放。然而,其相互作用在衰老骨细胞力学响应中的调控机制仍有待研究。方法依托泊苷处理MLO-Y4骨样细胞建立衰老骨细胞模型;通过Yoda1激活骨细胞Piezo1和GAP19抑制骨细胞Cx43半通道功能相结合,研究在16dyn/cm^(2)流体剪切应力刺激下Piezo1与Cx43相互作用对衰老骨细胞力学响应的调控。染料摄取检测Cx43半通道开放能力;碱性磷酸酶染色检测骨细胞条件培养基对MC3T3-E1成骨分化能力的影响;q PCR检测骨代谢基因和成骨细胞分化标志基因表达。结果衰老降低了骨细胞的力学敏感性,Yoda1激活Piezo1没有改变衰老骨细胞半通道功能和骨代谢基因表达。然后,Piezo1的激活可以增强流体剪切力刺激下衰老骨细胞半通道的开放和骨合成代谢基因的表达,并通过条件培养基调节MC3T3-E1的成骨分化。而通过GAP19阻断Cx43半通道抑制了Yoda1引起的骨细胞力学响应。结论Piezo1在调控Cx43半通道功能改善衰老骨细胞力学响应中发挥着重要作用,本研究为老龄化骨质疏松症的治疗与机制探索提供了新的思路。