Piezo1介导的流体剪切应力通过增强细胞骨架重组上调成骨细胞增殖

作     者：杜文佳 何良志 刘众成 詹红伟 姜金 Du Wenjia;He Liangzhi;Liu Zhongcheng;Zhan Hongwei;Jiang Jin

作者机构：兰州大学第二医院(甘肃省骨科临床医学研究中心)甘肃兰州730030 

出 版 物：《甘肃医药》 (Gansu Medical Journal)

年 卷 期：2022年第41卷第8期

页      面：673-677,704页

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:82160422) 甘肃省自然科学基金项目(编号:21JR7RA393) 兰州大学第二医院“萃英科技创新”计划项目(编号:CY2021-MS-B02)。 

主　　题：流体剪切力 Piezo1 成骨细胞 细胞增殖 细胞骨架 

摘      要：目的:最近研究发现的Piezo1机械敏感性离子通道或许在骨质疏松的发生、发展过程中起相关作用。本研究探索流体剪切力(FSS)是否通过Piezo1离子通道对MC3T3-E1成骨细胞增殖产生作用。方法:使用本课题组自行研究设计的FSS加载装置,对MC3T3-E1成骨细胞加载不同强度(3、6、9、12、15、18dyne/cm2)流体剪切力,使用Western Blot方法观察促进Piezo1蛋白表达的最佳FSS条件,探究激活剂(Yoda1)和抑制剂(GsMTx4)对Piezo1表达的影响。使用Western Blot及EdU染色观察成骨细胞增殖变化。通过鬼笔环肽染色、免疫荧光以及EdU染色探究细胞骨架对成骨细胞增殖的影响。结果:在不同强度循环流体剪切力下,6dyne/cm2时成骨细胞内Piezo1蛋白表达量最高。激活剂Yoda1浓度在20μM作用3h上调细胞内增殖相关蛋白PCNA、MCM2、Cyclin D1表达,细胞增殖率明显增加;抑制剂GsMTx4浓度在0.5μM作用2h下调细胞内增殖相关蛋白PCNA、MCM2、Cyclin D1表达,细胞增殖率明显下降。而使用胞松驰素D(Cyto D)抑制细胞骨架蛋白后会进一步抑制成骨细胞的增殖。结论:(1)对成骨细胞加载6dyne/cm^(2)循环FSS45min后,细胞内Piezo1蛋白表达最高;(2)Piezo1介导的FSS通过上调细胞骨架重组促进MC3T3-E1成骨细胞增殖。