新型机械激活离子通道蛋白Piezo1通过MAPK/ERK1/2信号通路介导软骨 细胞凋亡的机制

作者：李晓飞; 张钊; 李晓东; 王天宝; 张海宁^*

来源：中华医学杂志, 2016, 96(31): 2472-2477.

• 软骨细胞
• 创伤与损伤
• 关节疾病
• 凋亡

目的探讨新型机械激活离子通道蛋白Piezo1是否参与调控关节软骨损伤患者软骨细胞的过度凋亡及Piezo1介导的细胞凋亡是否以经典丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号通路细胞外反应激酶(ERK)1/2为下游信号通路启动细胞凋亡。方法体外培养关节软骨损伤患者退变软骨细胞, 利用多通道细胞牵张应力加载系统FX-4000T处理软骨细胞, 根据预实验结果分成0、2、12、24、48 h牵张应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。实时聚合酶链反应(RT-PCR)检测不同力学条件刺激下各组细胞的Piezo1和ERK1/2的表达量, 以及抗凋亡基因B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bax/Bcl-2)及凋亡效应蛋白(caspase)-3的表达量。免疫荧光定位Piezo1蛋白及ERK1/2在软骨细胞的表达位置。检测各分组的凋亡情况。结果 RT-PCR结果显示Pizeo1 mRNA在退变软骨中有少量表达, 12 h表达量增加, 24 h表达量达到峰值, 但48 h表达量下降。GsMTx4处理后的各组表达均下降。ERK1/2、Bax/Bcl-2、caspase-3的表达也出现相同趋势, 2 h加力组早期细胞凋亡率开始增加(0.198 1比0.021 4, P=0.013 7), 12 h加力组晚期凋亡率开始增加, 24 h加力组的晚期细胞凋亡率最高, 但48 h加力组凋亡率比24 h加力组有所降低(0.497 1比0.743 1, q=0.035 9)。Piezo1蛋白可以在细胞核和细胞质表达, ERK1/2在细胞质表达较多。结论机械敏感性离子通道Piezo1参与骨性关节损伤的软骨细胞晚期凋亡过程, 且通过MAPK/ERK1/2的经典MAPK信号通路启动细胞的凋亡过程。

• 单位
  青岛大学附属医院