Piezo1蛋白在人退变软骨细胞应力模型中的表达特点

目的:探索新型机械敏感性离子通道Piezo1蛋白在人退变软骨细胞应力模型中的表达特点。方法:构建人退变软骨细胞体外培养-应力刺激模型,采用多通道细胞牵张应力加载系统FX-4000T处理软骨细胞,根据预试验结果加载0.5 Hz的加载频率和20%的细胞拉伸率。按细胞的处理时间分成0 h,2 h,12 h,24 h和48 h机械应力组。采用RT-PCR技术,Western-blot检测Piezo1蛋白在周期性牵张应力作用下的表达水平。利用激光共聚焦显微镜检测Piezo1蛋白荧光的强弱。结果:(1)RT-PCR结果显示,2 h牵张应力组Piezo1的基因相对表达量较0 h牵张应力组增加(F=13.917,q=0.037 1,P<0.05),24 h牵张应力组Piezo1基因相对表达量达峰值,而48 h牵张应力组Piezo1基因相对表达量较24 h牵张应力组降低,差异有统计学意义(F=13.917,q=0.049 5,P<0.05)。(2)Western-blot结果显示,2 h牵张应力组Piezo1的蛋白表达量较空白对照组(0 h牵张应力组)略有增加(F=19.341,q=0.037 1,P<0.05),24 h牵张应力组的Piezo1蛋白的表达量最多,而48 h牵张应力组的Piezo1蛋白表达量较24 h牵张应力组降低(F=19.341,q=0.017 7,P<0.05)。(3)Piezo1蛋白表达于髓核细胞的细胞质与细胞核,并且随着加力时间的增加,蛋白的荧光强度也有相应的增加。结论:在人类退变软骨细胞中,新型机械敏感性离子通道Piezo1蛋白有微量表达,加载周期性机械拉伸力后,Piezo1蛋白的表达量增多,并且呈现时间依赖性。

机械敏感性离子通道Piezo1在循环系统疾病中的研究进展

Piezo1通道是一种非选择性阳离子机械敏感性离子通道,主要表达于非兴奋细胞中,是多种生理过程不可或缺的部分。Piezo1通道结构和功能异常可导致多种疾病病理生理过程,如淋巴水肿、主动脉瓣二叶瓣、胚胎血管重构缺陷等。本文将从心脏、血管、淋巴系统三方面综述Piezo1与循环系统疾病的研究进展。

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。

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。

丹酚酸B调控Piezo1通道保护心肌梗死后心力衰竭大鼠血管舒缩功能

基于机械敏感性离子通道Piezo1探讨丹酚酸B调节心肌梗死后心力衰竭大鼠血管舒缩功能。采用冠状动脉左前降支结扎法制备大鼠心肌梗死后心力衰竭模型。造模成功后,将大鼠随机分为模型组、丹酚酸B组(0.5 g·kg^(-1)),另设假手术组,灌胃14 d,每天1次。实验结束时,超声心动图检测大鼠左室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、每搏输出量(SV)、心输出量(CO)等心功能指标;生化分析法检测血清肌酸激酶(CK)、肌酸激酶MB同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)活性;酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测血清心房钠尿肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含量;2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色法观察心肌梗死面积;取胸主动脉进行离体血管环实验,测定各组内皮依赖性舒张作用(EDD)及非内皮依赖性舒张作用(EID),检测Piezo1通道激动剂(Yoda1)及抑制剂(Dooku1)对EDD及EID的影响;Masson染色观察胸主动脉结构变化;免疫荧光染色检测大鼠胸主动脉Piezo1及CD31蛋白表达;Western blot检测血管Piezo1表达水平。结果显示,与模型组相比,丹酚酸B组LVEF、LVFS、CO、SV等明显升高,心肌梗死面积减低,血清CK、CK-MB、LDH活性降低,ANP、BNP、AngⅡ含量下调;改善胸主动脉EDD及EID,增加心肌梗死后心力衰竭大鼠血管内皮细胞Piezo1表达进而增加Yoda1对EDD的反应性,上调血管平滑肌细胞Piezo1表达,增加Dooku1对EID的反应性。综上,丹酚酸B能够改善心肌梗死后心力衰竭大鼠心功能、保护心肌梗死后心力衰竭大鼠血管舒缩功能,其作用可能与Piezo1在血管内皮细胞及平滑肌细胞的表达有关。

PbK173青蒿素敏感性不同虫株的染虫红细胞柔韧性差异分析

目的:检测对青蒿素类药物敏感程度不同的伯氏疟原虫K173(PbK173)染虫红细胞柔韧性差异,并探索其差异的深层机制。方法:采用102只SPF级雄性C57小鼠随机分为3组,空白组和青蒿素抗性株(PbK173-R)组每组30只,青蒿素敏感株(PbK173-S)组42只。除空白组30只外,其余接种1×10^(7)个PbK173-S/PbK173-R的染虫红细胞建立鼠疟模型。其中给药期和恢复期(空白组、PbK173-R/PbK173-S)给予双氢青蒿素(DHA,40 mg·kg^(-1)),咯萘啶(MD,6 mg·kg^(-1))连续给药4 d。PbK173-S/PbK173-R组虫率≥20%,取外周血;给药结束第1天(给药期)和给药结束第5天(恢复期)取外周血和各脏器,检测各组血液参数和脏器指数;红细胞渗透脆性法检测各组外周血红细胞渗透脆性;蛋白免疫印迹法检测红细胞膜上的Piezo1、Band3蛋白的水平变化。结果:给药期和恢复期,PbK173-S MD组与DHA组差异均无统计学意义;给药期MD组PbK173-S与PbK173-R各血液学参数差异均无统计学意义,但恢复期MD组,PbK173-R染虫鼠的红细胞计数、血红蛋白浓度、红细胞压积均明显高于PbK173-S染虫鼠(P<0.05);与空白组比较,PbK173-S/PbK173-R组渗透脆性显著增强(P<0.01),且PbK173-S组的渗透脆性显著强于PbK173-R组(P<0.01);给药期PbK173-S组红细胞渗透脆性显著强于给药期空白组和给药期PbK173-R组(P<0.01);恢复期PbK173-R组红细胞渗透脆性明显高于给药期空白组和恢复期PbK173-S组(P<0.05);与空白组比较,PbK173-S组红细胞膜上的Piezo1蛋白和Band3蛋白显著降低(P<0.01);与PbK173-R组比较,PbK173-S组红细胞膜上的Piezo1蛋白和Band3蛋白显著降低(P<0.01)。结论:对青蒿素类药物敏感程度不同的PbK173染虫红细胞的柔韧性存在差异,疟原虫感染红细胞能够明显降低红细胞膜上的Piezo1蛋白、Band3蛋白水平;且正常小鼠、PbK173-R染虫鼠、PbK173-S染虫鼠红细胞柔韧性依次下降。

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在慢性鼻窦炎伴鼻息肉中的表达及意义

目的:探索机械敏感离子通道蛋白Piezo1、钙黏蛋白E和波形蛋白在鼻息肉中的表达和临床意义。方法:纳入全身麻醉下行鼻内镜手术的患者35例,其中鼻息肉患者20例(息肉组),主诉鼻塞或鼻出血的单纯鼻中隔偏曲患者15例(对照组)。分别采用免疫荧光和蛋白免疫印迹法检测Piezo1、钙黏蛋白E和波形蛋白在鼻息肉组织及其来源的鼻原代上皮细胞中蛋白表达水平。应用人TGF-β1蛋白在人支气管上皮BEAS-2B细胞系建立体外上皮间质转化(epithelialmesenchymaltransition,EMT)模型,运用实时荧光定量PCR检测Piezo1、钙黏蛋白E和波形蛋白的基因表达水平。结果:与对照组比较,鼻息肉组织及鼻原代上皮细胞中Piezo1与波形蛋白表达水平均升高(P<0.05),钙黏蛋白E表达降低(P<0.05)。在体外EMT模型中,Piezo1和波形蛋白均上调,钙黏蛋白E明显下调。结论:Piezo1在鼻息肉中表达升高,与EMT标志物波形蛋白趋势相同,钙黏蛋白E趋势相反。这表明Piezo1参与鼻息肉EMT过程,与鼻息肉发生发展相关。