基于机械敏感性阳离子通道Piezo1的黄芪丹参药物血清对低流体切应力诱导的人内皮细胞功能紊乱的影响

目的观察黄芪丹参药物血清调控机械敏感性阳离子通道Piezo1对低流体切应力(FSS)诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)功能紊乱的影响,探讨其可能的作用机制。方法将细胞分为空白组、模型组、Piezo1激活剂组和芪参血清组,采用FSS加载分析设备加载低FSS建立细胞损伤模型,Piezo1激活剂组和芪参血清组分别给予Piezo1激活剂Yoda-1和黄芪丹参药物血清干预,空白组和模型组加入空白血清培养。MTT法检测细胞活力,流式细胞仪检测细胞凋亡,硝酸还原酶法检测细胞灌流液一氧化氮(NO)含量,均相竞争法检测内皮素-1(ET-1)含量,ELISA检测白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量,RT-PCR检测细胞内Piezo1、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)m RNA表达,Western blot检测细胞内Piezo1、eNOS、pro-IL-1β蛋白表达。结果与空白组比较,模型组细胞活力显著降低(P<0.05),凋亡率显著升高(P<0.01),细胞灌流液NO含量显著减少,ET-1、IL-1β和TNF-α含量显著增加(P<0.01),细胞Piezo1、eNOS mRNA和蛋白表达显著降低(P<0.01),pro-IL-1β蛋白表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,芪参血清组细胞活力显著升高(P<0.01),Piezo1激活剂组和芪参血清组细胞凋亡率显著降低(P<0.01),细胞灌流液中NO含量显著增加(P<0.01),ET-1、IL-1β和TNF-α含量显著减少(P<0.01),细胞Piezo1、eNOS mRNA和蛋白表达显著升高(P<0.01),pro-IL-1β蛋白表达显著降低(P<0.05,P<0.01)。结论黄芪丹参药物血清对低FSS诱导的HUVEC炎症和功能紊乱有保护作用,其机制与调控机械敏感性阳离子通道Piezo1有关。

黄芪丹参含药血清调控机械敏感性阳离子通道Piezo1对低流体剪切力诱导血管平滑肌细胞增殖迁移的影响

目的观察黄芪丹参含药血清调控机械敏感性阳离子通道Piezo1对低流体剪切力(FSS)诱导的血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖迁移的影响。方法通过流体剪切力加载分析设备加载低FSS建立细胞模型,分组给予Piezo1激动剂Yoda-1和黄芪丹参水煎液含药血清干预,CCK-8法和BrdU法检测VSMCs增殖能力,Transwell法和划痕法评价VSMCs迁移能力。ELISA法检测细胞上清IL-1β和TNF-α水平。RT-PCR和Western blot法分别检测Piezo1和pro-IL-1βmRNA和蛋白表达。结果低FSS可诱导VSMCs增殖和迁移增加,炎症因子IL-1β和TNF-α分泌及pro-IL-1β蛋白表达增加。Piezo1激动剂Yoda-1和芪参血清均可以抑制低FSS诱导的VSMCs增殖和迁移、炎症因子IL-1β和TNF-α的分泌及pro-IL-1β蛋白表达。低FSS可下调VSMCs的Piezo1 mRNA和蛋白表达,芪参血清可上调低FSS诱导下的VSMCs Piezo1 mRNA和蛋白表达。结论低FSS可下调VSMCs的Piezo1而激活IL-1β介导的炎症反应诱导VSMCs的增殖和迁移;黄芪丹参含药血清可通过上调低FSS诱导下的VSMCs的Piezo1表达而发挥抑制VSMCs炎症、增殖和迁移的功效。

压电型机械门控离子通道组件1在大鼠压力性损伤中的作用机制

背景:压力性损伤的发生机制复杂,哪些因素在其发生中起到核心作用,这些因素具体又是如何发生的尚不完全清楚。目的:探讨压电型机械门控离子通道组件1(piezo-type mechanosensitive ion channel component 1,PIEZO1)与压力性损伤发生的关系。方法:①细胞实验:采用不同浓度的PIEZO1激动剂Yoda1干预人永生化角质形成细胞(HaCaT),检测细胞活性、钙离子内流及PIEZO1、凋亡相关蛋白的表达。②动物实验:采用随机数字表法将12只SD大鼠随机分为4组,每组3只:对照组大鼠不进行任何处理,1,2,3 mm组分别采用厚度1,2,3 mm的磁铁在大鼠背部两侧压迫1 h,建立压力性损伤模型,造模后切除全部创面组织,分别进行苏木精-伊红、Masson、免疫荧光染色及Western blot检测。结果与结论:①细胞实验:活/死细胞染色结果显示,随着Yoda1浓度(0,2.5,5,10μmol/L)的升高,HaCaT细胞凋亡增加;随着Yoda1浓度(0,5,10μmol/L)的升高,HaCaT细胞钙离子内流增加,并且随着处理时间的延长,钙离子内流增多;Western blot检测结果显示,与对照组(0μmol/L Yoda1干预)比较,5,10μmol/L Yoda1干预可提升HaCaT细胞中BAX、TG2、PIEZO1蛋白的表达,降低Bcl-2蛋白的表达;②动物实验:苏木精-伊红与Masson染色结果显示,3个实验组压迫部位皮肤结构被破坏,皮下脂肪液化坏死,胶原蛋白稀疏且排列紊乱,并且随着磁铁厚度(压力)的增加,压迫部位皮肤组织结构破坏程度加重;免疫荧光染色与Western blot检测结果显示,与对照组比较,3个实验组大鼠BAX、TG2、Yap1与PIEZO1蛋白表达升高,Bcl-2蛋白表达降低,并且随着磁铁厚度(压力)的增加,相关蛋白表达值改变更加明显;③结果表明:皮肤受压会激活PIEZO1使钙离子大量内流,随着所受压力的不断增加,最终导致钙超载后的细胞凋亡。

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。

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。

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。

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蛋白Piezo1在椎间盘髓核细胞中的表达及意义

目的通过观察机械敏感性离子通道蛋白Piezo1在人椎间盘髓核细胞中的表达情况,初步探讨其在人椎间盘退变中的作用。方法收集2017年1月～2018年1月因腰椎退行性疾病在上海市浦东新区公利医院行手术切除的椎间盘组织标本作为实验对象,共收集26例(男15例,女11例),其中PfirrmannⅡ级3例,PfirrmannⅢ级8例,PfirrmannⅣ级15例,根据退变程度分组,将PfirrmannⅡ级的组织标本作为对照组,PfirrmannⅢ、Ⅳ级作为退变组。通过HE染色观察不同退变程度椎间盘的组织学变化,免疫组化检测不同退变程度组织中机械敏感性离子通道蛋白Piezo1的定位及表达水平。结果 HE染色结果显示,随着椎间盘退变程度增大,髓核细胞外基质含量减少,髓核细胞数量减少,呈不同程度的退变或坏死。免疫组化实验结果显示,Piezo1在对照组和退变组髓核细胞中都有表达,主要在细胞核和细胞质;对照组和退变组的阳性表达率分别为(45.43±13.14)%和(68.75±19.67)%,两组的阳性表达率比较,差异有统计学意义(P <0.05)。结论不同退变程度椎间盘的髓核细胞中有Piezo1表达的现象,且在退变组的Piezo1的表达水平较正常组升高,提示机械敏感性离子通道蛋白Piezo1可能参与了椎间盘中髓核细胞的退变过程。

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。

Piezos机械敏感性离子通道在直肠中的表达

目的通过观察机械敏感性离子通道蛋白家族Piezos(Piezo1和Piezo2)在直肠中的表达情况,探讨其在直肠感觉功能中的作用。方法收集因脱垂性痔行经肛吻合器部分直肠切除术治疗的患者标本10例,取直肠全层标本进行免疫组织化学染色,在蛋白水平观察机械敏感性离子通道Piezos在直肠中的表达及定位特点。结果镜下观察Piezo1在直肠黏膜层、黏膜下层以及肌层均未表达;而Piezo2在黏膜层有明显表达,而黏膜下层、肌层亦为阴性;Piezo1与Piezo2在黏膜层表达的平均光密度值为(0.0123±0.0243)、(0.0907±0.0750),差异有统计学意义(P=0.006),而且主要表达在黏膜上皮细胞的胞膜上。结论在直肠组织特别是肠黏膜上皮细胞有丰富的Piezo2表达,提示机械敏感性离子通道蛋白Piezo2可能参与了直肠感觉过程。

纤维化疾病中的机械敏感性离子通道Piezo1

Piezo1是哺乳动物中新发现的一种机械敏感(mechanosensitive,MS)离子通道,在不同组织和器官中发挥着重要功能,包括骨骼、泌尿道、眼球和动脉等。然而,异常的Piezo1机械传导会造成多种疾病的发生并促进病程的发展。纤维化疾病几乎可以发生在任何一个组织和器官中,其主要特征是胶原蛋白和其他细胞外基质(extracellular matrix,ECM)成分的过度交联与累积,最终导致组织器官刚度增加,生理功能受到影响。目前,越来越多的研究表明,Piezo1在纤维化疾病的发生和发展中扮演着重要的调控作用,与其基质力学状态变化有着密切联系。本文叙述了Piezo1的结构和激活机理,并且系统地总结了Piezo1在心、肾、胰和肝等多种器官纤维化疾病中的研究进展,以期为纤维化疾病的治疗提供新的视角和策略。

Piezo1机械敏感性离子通道在心血管系统中的作用

目前心血管系统疾病已成为人类发病率、致残率和病死率最高的疾病之一,严重影响着人们的生活质量。Piezo1是一种机械敏感性阳离子通道,可将机械刺激转化为电化学信号,介导信息的传递。越来越多的证据表明,Piezo1在心血管系统的代谢过程中可发挥广泛的生物学作用。本文对近年来Piezo1参与血流剪切应力感受转导、血管发育、血管紧张度调节的生理机制和在原发性高血压、动脉粥样硬化、心力衰竭、静脉曲张等疾病发生发展中所起到作用的研究进展进行综述,以期为Piezo1相关心血管疾病的治疗提供新的思路。

机械敏感性离子通道蛋白Piezo在机体机械转导中作用的研究进展

Piezo1和Piezo2是近年来新发现的机械敏感性离子通道,对机械门控非选择性阳离子电流的产生至关重要,在机械转导过程中发挥重要作用。本文系统地总结了国内外相关文献,重点论述Piezo通道在组织器官中的分布及表达,阐述其在机械转导途径中的作用,探讨其在不同组织器官中的表达及对机械转导作用的影响,为揭示Piezo基因相关的人类疾病探索新的路径。本文就Piezo家族对生物体生理功能的重要性及其与疾病的相关性进行介绍,主要概述Piezo通道的发现过程,总结Piezo1通道在血管、膀胱和肾脏等组织器官中的机械转导功能及Piezo2通道在触觉、本体感觉和伤害感觉等感觉系统中的机械转导功能,并介绍Piezo1和Piezo2突变体与多种人类疾病的关联,展望其作为重要基因或药物治疗靶点的前景。

机械敏感离子通道Piezo2与疼痛相关性研究与应用展望

Piezo2作为Piezo通道家族的一员,是一种表达于背根神经节的感觉神经元亚群的能快速适应、机械激活的阳离子通道,它能够将机械性刺激转化为机械敏感性电流,以控制体表本体觉、触觉和痛觉的产生。如今越来越多的研究表明Piezo2在多种痛觉的产生与传导方面有着重要作用。文章总结整理了机械敏感离子通道Piezo2的结构、功能及其参与疼痛相关性疾病的发生过程,以展望其作为可能的干预靶点在疼痛的治疗思路中的应用。

机械门控阳离子通道Piezo1与动脉粥样硬化研究进展

Piezo1蛋白是一种非选择性机械门控阳离子通道,在机械刺激作用下,可以引起钙、钠、钾等阳离子内流,进而将机械信号转化为生物电信号,并将信号整合至细胞内,参与多种生理和病理过程。Piezo1蛋白广泛存在于心血管系统中,在血流剪切应力和血管张力传感、血管发育和新生、血管重塑等许多心血管活动中发挥重要作用。Piezo1可感受血流剪切应力和血管张力的变化,其表达也受到二者的影响,进而影响血管内皮细胞的形态、排列、合成、分泌、炎症和黏附等功能。Piezo1也可调控巨噬细胞的迁移、炎症反应和脂质吞噬等,参与调控动脉粥样硬化的发生发展。血管平滑肌细胞增殖同样受到Piezo1的调控,进而影响血管壁的重构。本文主要综述Piezo1通道的发现、结构和功能,以及在动脉粥样硬化方面的研究进展,以期为动脉粥样硬化的防治提供新的思路。

机械敏感离子通道Piezo1/2蛋白在消化系统疾病中的研究进展

Piezo蛋白包括Piezo1、Piezo2两种亚型,为非选择性机械敏感离子通道,具有相似的生理生物学特性,能将机械信号转变为生物电信号,在包括消化道在内的与机械力作用密切相关的多个脏器生理功能维持和病理生理改变中起重要作用。本文就Piezo1/2蛋白与消化系统疾病的关系作一综述,阐述机械应力刺激下Piezo1/2蛋白通道在消化系统疾病中的作用,从而为研究相关消化道疾病的发病机制和治疗提供新的靶点。

TRPV4离子通道和机械敏感性

TRPV4通道是瞬时感受器电位离子通道家族（transient receptor potential,TRP）香草素受体亚家族（transient receptor potential vanilloid,TRPV）成员,属非选择性阳离子通道,对钙离子具有适中通透性，可被生物体内外环境中机械力、热、低渗、剪切力、佛波醇酯衍生物等多种理化刺激所激活，参与维持机体内环境的稳定，对机体许多生理功能的正常完成具有重要意义。本文将对TRPV4通道性质，着重是其机械敏感性和通道活化机制的多样性特点等进行综述，并对该通道在疼痛、机械压力损伤等常见症状疾病的临床康复中所起作用做出展望。

推拿调控Piezo2机械敏感性离子通道防治糖尿病胃轻瘫的可行性分析

糖尿病胃轻瘫(DGP)是以胃肠运动障碍为特点的临床常见病,已成为重要的社会公共卫生问题。推拿作为防治DGP重要的中医技法,疗效显著。本文从中医理论和西医认识阐述了DGP的发病机制,通过查阅文献并结合前期研究,提出了从Piezo2机械敏感性离子通道这一关键环节探讨推拿防治DGP的方法与思路。

不同加载时间流体剪切力对成骨细胞中piezo1机械敏感型蛋白表达的影响

目的:研究加载不同时间流体剪切力(FSS)对MC3T3-E1成骨细胞piezo1机械敏感型离子蛋白表达的影响。方法:利用自行设计的平行平板FSS加载装置,对MC3T3-E1成骨细胞施加12 dyn/cm^2FSS 0、15、30、45、60、90 min,采用免疫荧光染色实验检测piezo1机械敏感型离子蛋白的表达水平。结果:piezo1明显表达于成骨细胞细胞质及细胞核,细胞质尤为明显。对体外培养的MC3T3-E1细胞加载12 dyn/cm^2FSS,随着加载时间的延长,piezo1蛋白表达上调,在45 min左右达到高峰。结论:加载不同时间的12 dyn/cm^2FSS能够上调MC3T3-E1成骨细胞piezo1机械敏感型离子蛋白,加载45 min最合适。

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。