细胞外基质刚度调控压电型机械敏感离子通道组件1对神经干细胞分化的影响

目的 本研究旨在探讨细胞外基质刚度变化对神经干细胞(neural stem cells,NSCs)分化的影响及其作用机制。方法 本研究基于成功构建脊髓损伤大鼠模型,并制备不同刚度(0.7 k Pa、40 k Pa)的聚丙烯酰胺凝胶基底,将大鼠原代NSCs于不同刚度基底上培养。压电型机械敏感离子通道组件1 (piezo type mechanosensitive ion channel component 1,Piezo1) sh RNA质粒转染NSCs细胞。免疫荧光染色检测神经元标志物双皮质醇(doublecortion,DCX)和星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)阳性细胞百分比。免疫组织化学及蛋白质免疫印迹(Western blot)法检测损伤组织及NSCs细胞中Piezo1蛋白的表达水平。结果 与0.7 k Pa基质刚度组相比,40 k Pa基质刚度组中DCX阳性细胞数增加,而GFAP阳性细胞数减少,Piezo1蛋白表达量上升。脊髓损伤大鼠损伤组织Piezo1蛋白表达显著高于空白对照(sham)组。40 k Pa基质刚度条件下沉默Piezo1后,DCX阳性细胞数减少,而GFAP阳性细胞数增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。机制研究发现,沉默Piezo1导致IV型胶原及纤连蛋白表达下降。重组纤连蛋白逆转了Piezo1 sh RNA对NSCs分化的影响,即DCX阳性细胞数增加,而GFAP阳性细胞数减少。结论 综上可见,硬基底刚度通过促进Piezo1蛋白表达,上调IV型胶原及纤连蛋白表达,从而调控NSCs细胞分化。本研究为基于生物材料治疗脊髓损伤提供了新的视角。

机械敏感性离子通道Piezo1在心血管疾病中的研究进展

心血管疾病(cardiovascular diseases,CVD)是世界范围内威胁人类健康的主要疾病,也是21世纪中国所面临的主要公共卫生问题之一。在许多国家和地区,CVD的死亡率高居榜首。截至2018年,中国的CVD患病人数达到2.9亿[1]。机械敏感性离子通道(mechanosensitive ion channels)是一种能够感受细胞膜机械力变化并迅速做出反应的离子通道,广泛分布于各组织器官,参与生物体内的多种生理过程,同时可以将膜感受到的机械信号转化为电信号或化学信号[2]。

机械敏感性离子通道Piezo1参与慢性避水应激肠易激综合征大鼠内脏高敏感性和5-羟色胺代谢异常

目的:研究机械敏感性离子通道Piezo1在慢性避水应激(WAS)肠易激综合征大鼠模型结肠组织中的变化及作用。方法:采用成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,随机分为实验组与对照组,每组6只。实验组大鼠受到连续10 d、每天1 h的WAS以建立内脏高敏感性模型;记录24 h粪便颗粒数、含水量及胃肠道转运时间来检测大鼠肠道分泌及运动功能的变化;以结直肠扩张所导致的腹壁撤退反射(AWR)来检测内脏敏感性;用旷场实验和强迫游泳实验来观察大鼠焦虑及抑郁样行为;RT-qPCR、免疫组化和Western blot检测结肠黏膜Piezo1的表达变化;ELISA检测结肠和血清5-羟色胺(5-HT)的含量。结果:与对照组相比,WAS组大鼠出现腹泻型肠易激综合征的表现,大鼠胃肠道转运时间显著缩短(P<0.05),在40 mmHg和60 mmHg结直肠压力扩张下的AWR评分显著增加(P<0.05),并出现焦虑抑郁样行为,大鼠结肠组织Piezo1的mRNA及蛋白表达水平显著增加(P<0.05),结肠黏膜5-HT含量显著增加(P<0.05),血清5-HT含量变化不明显。大鼠结肠黏膜Piezo1表达与内脏敏感性显著相关(R2=0.5420,P=0.0373),与结肠组织5-HT含量呈显著正相关(R2=0.8351,P=0.0108)。结论:连续10 d的WAS使大鼠结肠粘膜内机械敏感性离子通道Piezo1表达增加(可能是内脏高敏感性的标志物),并通过促进结肠5-HT的分泌和释放,改变肠道分泌和运动,增加肠道的敏感性,从而导致大鼠肠易激综合征的发生。

型机械敏感性离子通道在软骨细胞凋亡中的作用机制

目的观察新型机械敏感性离子通道压电蛋白1（Piezo1）在骨性关节炎患者软骨细胞中的表达并探讨其在软骨细胞凋亡中的作用机制。方法体外培养骨性关节炎患者退变软骨细胞，利用细胞体外加力实验系统（FX-5000 Tension System）处理细胞，根据预实验结果分成0 h加力组（空白组）、2 h加力组、12 h加力组、24 h加力组、48 h加力组和相应的抑制剂红玫瑰毛蜘蛛来源刮刀样机械敏感毒剂4型（GsMTx4）组、抑制剂氟甲基酮（Z-ATAD-FMK）组。利用反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测不同力学条件刺激下各组细胞的Piezo1、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶-12（Caspase-12）、蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）、葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、激活因子4（ATF4）和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白（CHOP）的表达量。钙离子荧光探针（Fluo3-AM）试剂盒检测空白组，加力组和抑制剂组细胞胞质内的钙离子含量。膜联蛋白V-碘化丙锭（Annexin V-PI）凋亡试剂盒检测各分组的凋亡。结果（1）Pizeo1 mRNA在骨性关节炎退变软骨中有少量表达，且12 h加力组表达量增加，为51.21±7.42（采用2－ΔΔCt的方法无计量单位），24 h加力组达到高峰，为153.98±10.34，48 h加力组为73.98±14.01，与24 h加力组比较，Piezo1 mRNA的表达出现下降（P＝0.013）。内质网应激信号分子Caspase-12、PERK、GRP78、ATF4和CHOP的mRNA的表达也出现相同趋势。（2）2 h加力组软骨细胞胞质中的钙离子较空白组有所增加，钙离子荧光强度由（226±25） nm增加到（481±19） nm，P＝0.032，12 h加力组钙离子浓度升高，荧光强度为（612±21） nm，24 h加力组钙离子浓度达峰值，荧光强度为（1 009±29） nm，48 h加力组钙离子荧光强度为[（609±91） nm]，48 h加力组钙离子浓度较24 h加力组有所降低（P＝0.017）。（3）在牵张应力作用下，2 h加力组早期细胞凋亡率为（0.214±0.091）%，较空白组开始增加（P＝0.044），12 h加力组晚期凋亡率为（0.258±0.115）%，较空白组开始增加（P＝0.028），24 h加力组的晚期细胞凋亡率达峰值，为（0.587±0.214）%，但48 h加力组凋亡率为（0.231±0.218）%，较24 h加力组有所降低（P＝0.033）。结论机械敏感性离子通道Piezo1参与骨性关节炎的软骨细胞晚期凋亡过程，并且是以钙离子为第二信使，通过内质网应激通路启动细胞的凋亡过程。

Piezo1、VEGF在上皮性卵巢癌组织中的表达及与病理相关性的研究

目的:探讨压电式机械敏感离子通道组件1(Piezo1)、血管内皮生长因子(VEGF)在上皮性卵巢癌组织中的表达及与病理的相关性。方法:对2022年1月至12月住院治疗的100例上皮性卵巢癌患者的临床资料进行回顾性分析。所有患者均通过手术切除肿瘤及周边组织,并采集标本检测Piezo1与VEGF的表达水平,观察Piezo1与VEGF的阳性表达情况及与病理特征之间的相关性。结果:肿瘤组织中Piezo1、VEGF的阳性表达率均高于肿瘤周边组织(P<0.05)。与Piezo1阴性表达患者相比,Piezo1阳性表达患者Figo肿瘤分期Ⅲ~Ⅳ期、分化程度为低度分化、发生淋巴结转移及浸润的比例均更高(P<0.05)。与VEGF阴性表达患者相比,VEGF阳性表达患者Figo肿瘤分期Ⅲ~Ⅳ期、分化程度为低度分化、发生淋巴结转移及浸润的比例均更高(P<0.05)。结论:上皮性卵巢癌组织中Piezo1、VEGF多呈阳性表达,且与肿瘤分期、分化程度,淋巴结转移及浸润有关。

内皮系统基因及多态性与高血压的相关性研究进展

高血压是常见的慢性病,是以动脉血压持续升高为特征的心血管综合征,是我国心脑血管病死亡的重要原因。目前高血压已成为一个严峻的公共卫生问题。高血压发病机制复杂多样,随着对发病机制的不断探索,发现遗传因素在高血压的发生发展中起着重要作用。其中内皮系统基因及其动态性在高血压中发挥的作用已逐渐成为研究热点。现就几个内皮系统基因及其多态性与高血压的关系展开论述,以期为临床高血压的诊断和治疗提供新的思路。