机械激活离子通道压力蛋白与细胞骨架的相关性研究

作者：李晓飞; 孙一; 张钊; 张海宁^*

来源：中华关节外科杂志(电子版), 2020, 14(06): 691-697.

DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-134X.2020.06.008

• 离子通道
• 软骨细胞
• 肌动蛋白类
• 应力,机械性

目的探讨周期性机械牵张应力作用下,人软骨细胞中新型机械激活离子通道压力蛋白(Piezo1)与细胞骨架的关系。方法体外培养骨关节炎病人软骨细胞,然后利用多通道细胞牵张应力加载系统处理细胞,根据预实验结果分成无牵张应力组(空白组),2 h牵张应力组,12 h牵张应力组,24 h牵张应力组,48 h牵张应力组和相应的抑制剂浓度为0.275 mmol/L的蜘蛛毒液肽(GsMTx4)组以及浓度为0.573 mmol/L细胞松弛素D组。免疫组化鉴定软骨细胞,荧光定量聚合酶链式反应(RTqPCR)检测不同力学条件刺激下各组细胞的Piezo1的表达量。以及细胞松弛素D作用下Piezo1的表达量。免疫荧光定位人软骨细胞Piezo1蛋白的表达,激光共聚焦显微镜观察各组细胞的细胞骨架以及Piezo1蛋白共染相关性。RT-q PCR结果比较采用单因素方差分析,两两组间比较采用q检验。结果RT-q PCR检测结果显示,2 h牵张应力组比空白组Piezo1的表达量有所增加,但差异无统计学意义(P> 0.05)。12 h牵张应力组比空白组相比有统计学意义(F=9.785,P <0.05)。24 h牵张应力组表达量最多,48 h牵张应力组表达量有所降低。经GsMTx4处理后的各组Piezo1的表达量均出现明显降低(F=13.907,P <0.001)。在牵张应力作用下,2 h牵张应力组至24 h牵张应力组细胞骨架呈渐进性增粗、浓集现象,但是48 h牵张应力组软骨细胞却出现了细胞骨架的松散与降解。相应的RT-qPCR结果显示Piezo1 mRNA表达量与细胞骨架的浓集与松散情况具有相同的趋势。GsMTx4处理后的各加力组表达均下降。结论机械敏感性离子通道Piezo1的开放和关闭是与细胞骨架微丝F-actin肌动蛋白密切相关,由细胞骨架F-actin形变激活Piezo1蛋白通道,并与力学加载呈时间依赖性。

• 单位
  浙江大学; 青岛大学附属医院; 金华市中心医院