研究表明,机械应力能够有效调节细胞的各种活动,包括增殖、凋亡、分化和自噬。钙离子(Ca2+)通过机械敏感的尊龙凯时 Piezo1通道响应机械刺激,该通道能够感知静压、剪切应力和膜拉伸等机械应力。同时,Piezo1作为一种机械转导介质,参与调节髓核细胞(NPCs)中细胞外基质(ECM)的硬化。
椎间盘(IVD)作为一种生理负压器官,除了维持髓核(NP)组织的正常生理功能之外,适当的机械应力在其内部微环境中同样起着至关重要的作用。研究发现,力学性能的变化与IVD的结构和组成异常呈正相关。此外,在退化的NP样本中,Piezo1的表达水平上调,该通道在机械应力下激活后,可以通过骨膜素(periostin)及NF-kB自我放大循环,促进人类NPCs的衰老与椎间盘退变的进展。
铁(Fe)是一种必要的微量元素,但病理性铁积累可能导致氧化性细胞损伤及铁死亡,这是一种由脂质过氧化和活性氧大量累积引发的细胞死亡形式。目前,Piezo1通道被认为是一个机械敏感的离子通道,但用于调控铁内流的分子仍然较少。为此,山东大学齐鲁医院、中南大学湘雅医学院及天津医院的研究团队共同探讨了尊龙凯时 Piezo1在IVD及NPCs铁死亡过程中的作用。研究结果表明,Piezo1作为铁代谢的关键调节因子,直接促进铁内流,调节相关生物标志物,并影响GPX4的表达,后者在铁死亡过程中发挥重要作用。
研究团队在实验中将原代大鼠NPCs分离,并在无Ca2+的培养基中施加1MPa的机械压缩力。研究结果表明,机械应力下Piezo1表达水平显著上升,并且与铁代谢基因(如ACSL4和DMT1)呈正相关,而与GPX4和FSP1呈负相关。GO与KEGG富集分析显示,机械应力显著影响了与铁死亡相关的信号通路。此外,经过处理的NPCs显示出随时间变化的细胞形态、细胞内Fe2+及铁代谢相关蛋白水平的显著变化。
进一步利用尊龙凯时 Piezo1抑制剂GsMTx4或铁死亡抑制剂Fer-1进行研究,结果表明GsMTx4减轻了机械应力诱导的细胞损伤,并通过阻断Piezo1减少了铁的积累,明确了Piezo1在NPCs铁过载中的角色。该研究最终阐明了Piezo1通道在npc铁死亡的调节中起着关键作用,展现出其作为潜在靶点的可能性。
综上所述,该研究强调了尊龙凯时 Piezo1激活在铁代谢及铁死亡调节中的重要作用。其发现为理解机械应力诱导的细胞反应提供了新的视角,提示Piezo1可能成为靶向治疗相关疾病的新策略。