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骨關(guān)節(jié)炎（OA）不再被視為關(guān)節(jié)軟骨磨損的簡(jiǎn)單問(wèn)題。相反，骨關(guān)節(jié)炎是一種涉及軟骨和非軟骨組織（如軟骨下骨和滑膜）的全關(guān)節(jié)疾病。其中，軟骨下骨隨著力學(xué)環(huán)境的變化而不斷重塑。目前對(duì)OA軟骨下骨紊亂的理解jinxian于其與韌帶或半月板損傷導(dǎo)致的局部機(jī)械負(fù)荷改變的聯(lián)系。最近，高血壓，最常見(jiàn)的血管疾病，已成為OA的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。這可能表明全身血流動(dòng)力學(xué)機(jī)械應(yīng)力在軟骨下骨重塑和OA發(fā)病機(jī)制中具有合理的作用。然而，他們的關(guān)系仍未完全了解。組織生長(zhǎng)和重塑主要由細(xì)胞介導(dǎo)，機(jī)械信號(hào)在此過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。在血管

全世界超過(guò)10%的人口患有慢性腎?。–KD）。糖尿病和高血壓是導(dǎo)致終末期腎病（ESRD）發(fā)展的主要原因，常與腎小球有關(guān)。高血壓被認(rèn)為會(huì)特異性地?fù)p害足細(xì)胞，足細(xì)胞是腎小球中一種終末分化的上皮細(xì)胞類型，具有較大的細(xì)胞體、延伸突起和足突（FP），貼附于腎小球基底膜（GBM）表面。為了防止腎小球高血壓引起的足細(xì)胞脫離和損傷，了解負(fù)責(zé)的機(jī)械傳感器是必不可少的。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)的足細(xì)胞具有機(jī)械敏感性，并且機(jī)械應(yīng)力和流動(dòng)誘導(dǎo)的剪切應(yīng)力會(huì)改變它們的肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架以及基因表達(dá)。然而，負(fù)責(zé)肌動(dòng)蛋白重組的機(jī)械傳感

機(jī)械敏感的骨組織根據(jù)機(jī)械負(fù)荷調(diào)整其結(jié)構(gòu)。骨細(xì)胞（Osteocytes）是骨組織中主要的機(jī)械感覺(jué)細(xì)胞，可以檢測(cè)來(lái)自腔隙-小管網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械信號(hào)，并將骨合成代謝分子釋放到骨基質(zhì)中，以調(diào)節(jié)骨表面的骨重塑。心臟細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）提供結(jié)構(gòu)支持并調(diào)節(jié)心臟中細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的活性。心臟 ECM 由膠原蛋白、糖蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖組成，在心臟病進(jìn)展過(guò)程中經(jīng)歷了廣泛的重塑。硫酸軟骨素（CS）是主要的糖胺聚糖之一，由N-乙酰半乳糖胺和葡萄糖醛酸聚合而成。CS 已被證明通過(guò)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)的損傷恢復(fù)中發(fā)揮重

骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種常見(jiàn)的慢性關(guān)節(jié)疾病。研究學(xué)者推薦 OA 患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)作為非藥物治療手段。運(yùn)動(dòng)提供的機(jī)械力是軟骨穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素，包括軟骨細(xì)胞表型、炎癥反應(yīng)和合成代謝-分解代謝平衡。盡管運(yùn)動(dòng)療法得到了解剖學(xué)特征的支持，但關(guān)于運(yùn)動(dòng)計(jì)劃的推薦持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，以及它們對(duì) OA 提供保護(hù)的潛在機(jī)制一直存在爭(zhēng)議。細(xì)胞焦亡是一種促炎性的程序性細(xì)胞死亡過(guò)程，被認(rèn)為與 OA 軟骨中存在空腔隙和細(xì)胞減少有關(guān)。一些研究已闡明了靶向焦亡以抑制或逆轉(zhuǎn) OA 的治療意義。因此，有理由推測(cè)類似的細(xì)胞焦亡抑制可應(yīng)用于 OA

線粒體對(duì)于心肌細(xì)胞的能量產(chǎn)生至關(guān)重要，其功能障礙與心力衰竭的發(fā)展密切相關(guān)。線粒體代謝功能與裂變和融合調(diào)控的線粒體動(dòng)力學(xué)有關(guān)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，線粒體裂變需要?jiǎng)恿Φ鞍紫嚓P(guān)蛋白1（Drp1）。Drp1 是一種由其受體募集到線粒體外膜的 GTP 酶，并參與線粒體膜斷裂。在新生大鼠心室肌細(xì)胞（NRVMs）中，Drp1 的缺失會(huì)累積損傷的線粒體，減少細(xì)胞內(nèi) ATP，并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。心肌組織特異性 Drp1 敲除小鼠的心力衰竭表型也證明了 Drp1 在維持正常心臟功能中的作用。Drp1 對(duì)線粒體裂變功能的調(diào)

骨搬運(yùn)技術(shù)是目前修復(fù)肢體骨缺損的主要方法之一。在骨修復(fù)的過(guò)程中，牽張應(yīng)力刺激細(xì)胞的增殖與分化，從而實(shí)現(xiàn)骨與軟組織的同步再生。目前如何修復(fù)大骨缺損的一個(gè)重要研究方向是如何在體內(nèi)促進(jìn)干細(xì)胞的成骨分化。其中，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）是具有成骨、成軟骨、成脂肪和成肌分化功能的細(xì)胞，在再生醫(yī)學(xué)中具有巨大的潛力。整合素是一類重要的細(xì)胞表面受體，由 α亞基和 β亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合形成的跨膜異二聚體糖蛋白。整合素通過(guò)募集多種細(xì)胞內(nèi)蛋白并將細(xì)胞內(nèi)微絲細(xì)胞骨架與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）連接起來(lái)形成黏著斑復(fù)合物，從而將機(jī)

正畸牙齒移動(dòng)（OTM）是由機(jī)械力誘導(dǎo)的牙槽骨重塑過(guò)程，并受局部無(wú)菌炎癥的調(diào)節(jié)，其潛在機(jī)制對(duì)解剖至關(guān)重要。巨噬細(xì)胞作為機(jī)械敏感細(xì)胞，通過(guò)分泌細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)局部炎癥在 OTM 中起著至關(guān)重要的作用。研究證明，骨髓來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）具有顯著的自我更新能力和多向分化潛能，是成骨細(xì)胞的前體細(xì)胞，可以直接響應(yīng)機(jī)械力并促進(jìn) OTM 期間牙槽骨的形成。因此，在機(jī)械力下巨噬細(xì)胞與BMSCs的相互串?dāng)_以促進(jìn)其成骨的過(guò)程可能是OTM期間機(jī)械力誘導(dǎo)牙槽骨形成的重要組成部分。越來(lái)越多的證據(jù)表明，外泌體在骨重

動(dòng)脈粥樣硬化是一種進(jìn)行性血管疾病，其特征是脂質(zhì)或纖維元素聚集，導(dǎo)致形成易損和破裂的斑塊。研究表明，血管內(nèi)壁單層內(nèi)皮細(xì)胞（EC）功能障礙是動(dòng)脈粥樣硬化的主要原因。內(nèi)皮在調(diào)節(jié)血管功能方面起關(guān)鍵作用，包括血流、血管張力、選擇性屏障、止血和激素運(yùn)輸。具體來(lái)說(shuō)，它與血管系統(tǒng)中生物力學(xué)的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān)。血管壁剪切應(yīng)力和周向拉伸是血流施加的兩種生物力學(xué)力。同時(shí)，ECs 還具有血管壁細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）特征，例如剛度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間排列。內(nèi)皮通過(guò)不同的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路感知不同的機(jī)械線索，這些轉(zhuǎn)導(dǎo)通路涉及多種被認(rèn)為具有

從腎臟到尿道的尿路梗阻是嬰兒腎損傷的重要原因。梗阻可能發(fā)展為嚴(yán)重的腎臟炎癥、纖維化和慢性腎病。尿路梗阻導(dǎo)致腎內(nèi)皮素（ET）1 水平升高，提示腎臟 ET1 可能導(dǎo)致梗阻性腎病。ET有三種不同的異構(gòu)體（ET1、ET2和ET3）。血管活性 ET 異構(gòu)體是由 ET 轉(zhuǎn)化酶（ECE）誘導(dǎo)的前分子大 ET 蛋白水解加工為生物活性肽產(chǎn)生的。ECE1 主要在腎小管區(qū)域表達(dá)。H2O2 是一種活性氧（ROS），可反式激活 ECE1 的啟動(dòng)子并增加其水平。尿路梗阻導(dǎo)致顯著的 ROS 生成和腎小管細(xì)胞的伸展。研究還表明

據(jù)報(bào)道，揉眼睛會(huì)顯著惡化各種眼部疾病。長(zhǎng)期過(guò)度揉眼時(shí)對(duì)角膜產(chǎn)生的機(jī)械壓力導(dǎo)致角膜變薄，這種情況稱為圓錐角膜。許多研究強(qiáng)烈表明，圓錐角膜可能是一種炎癥性疾病。眼部炎癥是一種多方面的反應(yīng)，通常由各種刺激物引發(fā)。常見(jiàn)的過(guò)敏原和病原體，如花粉、寵物皮屑、真菌、塵螨和病毒，以及煙霧和化學(xué)物質(zhì)等環(huán)境刺激，都會(huì)在眼表引發(fā)免疫反應(yīng)。圓錐角膜患者和佩戴隱形眼鏡人群的淚液研究（隱形眼鏡被認(rèn)為會(huì)對(duì)眼表組織產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力）已經(jīng)確定了促炎細(xì)胞因子水平的升高，如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、腫瘤

眼壓升高（IOP）是青光眼的主要危險(xiǎn)因素，其是由于房水（AH）通過(guò)小梁網(wǎng)（TM）/施萊姆管（SC）流出通道組織的引流障礙，導(dǎo)致眼壓穩(wěn)態(tài)中斷。流出通道中的細(xì)胞持續(xù)受到機(jī)械力的影響，如拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力，分別是由 IOP 和 AH 流量的每日波動(dòng)引起。研究表明，TM 和 SC 細(xì)胞能夠通過(guò)各種生理反應(yīng)感知和響應(yīng)這些機(jī)械應(yīng)力，這被認(rèn)為是維持 IOP 穩(wěn)態(tài)所必需的內(nèi)在適應(yīng)機(jī)制。自噬的激活是一種適應(yīng)性反應(yīng)，初級(jí)纖毛（PC）是拉伸和剪切應(yīng)力誘導(dǎo)的 TM 和 SC 細(xì)胞中自噬的關(guān)鍵機(jī)械傳感器。初級(jí)纖毛作為細(xì)胞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）神經(jīng)元變性發(fā)生在許多疾病中，如青光眼等，這些神經(jīng)元在損傷后通常無(wú)法存活或再生。各種干細(xì)胞群已被證明可以通過(guò)其分泌組促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)。例如，來(lái)自間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）的分泌組已被證明在心血管、泌尿生殖系統(tǒng)和腫瘤疾病的再生治療中具有巨大潛力，并且在包括缺血性、創(chuàng)傷性和炎癥性在內(nèi)的多種損傷下，在整個(gè) CNS 中顯示出神經(jīng)保護(hù)能力。特別是，在實(shí)驗(yàn)性青光眼模型中，MSCs 通過(guò)分泌血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）等神經(jīng)保護(hù)因子來(lái)促進(jìn)宿主視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（RGC）存活。研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞（i

由于血流的脈動(dòng)性，包括流體剪切力、壓力和循環(huán)拉伸在內(nèi)的幾種血流動(dòng)力學(xué)力在體內(nèi)作用在內(nèi)皮層。內(nèi)皮細(xì)胞感知這些機(jī)械刺激，并通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制調(diào)整其形態(tài)和功能，以維持內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)和屏障完整性。循環(huán)拉伸拉伸影響幾個(gè)關(guān)鍵的內(nèi)皮細(xì)胞功能。生理拉伸（5-15%）維持血管穩(wěn)態(tài)，而超生理水平（>20%）啟動(dòng)生化途徑，可能導(dǎo)致疾病進(jìn)展。內(nèi)皮細(xì)胞形成單細(xì)胞層，排列在血管和淋巴管的內(nèi)表面。它們?cè)谘夯蛄馨团c周?chē)M織之間形成屏障，控制分子的雙向運(yùn)輸。內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)機(jī)械刺激的反應(yīng)及其機(jī)械特性會(huì)隨著細(xì)胞衰老（cell senescen

小梁網(wǎng)（TM）/Schlemm 管（SC）常規(guī)流出通道中的機(jī)械力被認(rèn)為在調(diào)節(jié)房水（AH）穩(wěn)態(tài)和眼壓（IOP）中起關(guān)鍵作用。由于脈動(dòng)或活動(dòng)（如眨眼和掃視）引起的壓力差和眼壓波動(dòng)，流出通道內(nèi)的細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷拉力或機(jī)械拉伸。此外，流出通道細(xì)胞在流經(jīng) TM 和 SC 組織時(shí)會(huì)受到 AH 流動(dòng)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。機(jī)械拉伸會(huì)觸發(fā)細(xì)胞骨架中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，根據(jù)應(yīng)力的大小和持續(xù)時(shí)間，細(xì)胞骨架可能會(huì)流化以適應(yīng)力或加強(qiáng)以抵抗力。這種機(jī)械反應(yīng)涉及細(xì)胞骨架成分（包括微管）之間的復(fù)雜協(xié)調(diào)，微管在感應(yīng)機(jī)械力和穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面起著關(guān)鍵作

主動(dòng)脈壁暴露在不斷變化的環(huán)境中。在壓力增加的情況下，如血流動(dòng)力學(xué)壓力，主動(dòng)脈壁感應(yīng)機(jī)械信號(hào)發(fā)生重塑，并增加其厚度以保持主動(dòng)脈強(qiáng)度和承受壓力。這種適應(yīng)性反應(yīng)由多種細(xì)胞類型協(xié)調(diào)，特別是主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞（SMCs），它們接收機(jī)械信號(hào)并激活信號(hào)傳導(dǎo)和基因表達(dá)以增加主動(dòng)脈壁強(qiáng)度。各種遺傳缺陷和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素可能會(huì)損害這種適應(yīng)性反應(yīng)，導(dǎo)致主動(dòng)脈衰竭、主動(dòng)脈瘤和急性主動(dòng)脈夾層（AAD）發(fā)展，并最終導(dǎo)致破裂。然而，這種適應(yīng)性反應(yīng)的分子和細(xì)胞過(guò)程及其調(diào)控尚不清楚。鑒于此，美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院心臟外科及肯塔基大學(xué)列克星敦分

心臟的形態(tài)發(fā)生與基因表達(dá)模式的顯著變化有關(guān)。在從胚胎到成人的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，心肌細(xì)胞表現(xiàn)出肌節(jié)基因亞型表達(dá)的轉(zhuǎn)變，以及代謝信號(hào)通路和離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的變化。Trbp，也稱為 Tarbp2，最初被確定為一種參與 HIV 發(fā)病機(jī)制的 RNA 結(jié)合蛋白（RBP），但也與細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程和癌癥有關(guān)。研究表明，在胚胎和胎兒出生后心臟中，Trbp 的缺失通過(guò)改變慢速（如，Myl3、Myh7b 減少）和快速（如 Myl9、Tnni2 增加）肌纖維基因亞型之間的平衡而嚴(yán)重?fù)p害心臟收縮功能。然而，Trbp 是否在成熟心臟肌節(jié)

腎動(dòng)脈狹窄（RAS）是腎血管性高血壓的主要原因，可能導(dǎo)致終末期腎病。狹窄遠(yuǎn)端的腎損傷以炎癥、微血管丟失和間質(zhì)纖維化為特征。實(shí)驗(yàn)研究表明，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)可加重腎臟損傷，導(dǎo)致纖維化和微血管損傷。巨噬細(xì)胞能夠轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，這是通過(guò)巨噬細(xì)胞標(biāo)記物（小鼠F4/80或人類CD68）和肌成纖維細(xì)胞標(biāo)志物 α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（a-SMA）的共表達(dá)確定的。巨噬細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化（MMT）的過(guò)程是由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）/Smad3 信號(hào)驅(qū)動(dòng)。MMT 可能是慢性腎臟病中慢性炎癥發(fā)展為致病性纖維化的關(guān)

傷口愈合是生物體中持續(xù)發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程，屬于組織穩(wěn)態(tài)的一部分，通過(guò)新組織替換受損組織，最終形成由活化成纖維細(xì)胞排列的膠原纖維構(gòu)成的無(wú)功能纖維化疤痕。成纖維細(xì)胞是傷口愈合的關(guān)鍵細(xì)胞，愈合過(guò)程分為止血、炎癥、增殖和組織重塑四個(gè)階段，炎癥期成纖維細(xì)胞趨化遷移至傷口，隨后增殖，再到組織重塑期，部分成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞，促進(jìn)組織收縮。愈合時(shí)部分人會(huì)出現(xiàn)增生性疤痕或瘢痕疙瘩這類異常瘢痕，影響患者身心。二者都有過(guò)多膠原蛋白的變色皮膚擠壓物，但嚴(yán)重程度不同，增生性疤痕不超出原始傷口邊界且增厚凸起，瘢痕疙瘩

傷口愈合的重要階段包括傷口收縮（由成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞引發(fā)）和上皮化（源于角質(zhì)形成細(xì)胞的遷移與增殖），成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞相互作用、協(xié)調(diào)愈合過(guò)程。若過(guò)程失敗會(huì)出現(xiàn)病理現(xiàn)象，如皮膚瘢痕攣縮常發(fā)生于受拉伸力的傷口區(qū)域，但牽張力致瘢痕攣縮的機(jī)制尚不明。瞬時(shí)受體電位通道（TRPC）被認(rèn)為是可能的機(jī)械細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，此前發(fā)現(xiàn) TRPC3 在人類增生性疤痕組織中上調(diào)，拉伸力可誘導(dǎo)其在培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞中表達(dá)，且 TRPC 參與活化T 細(xì)胞鈣調(diào)磷酸酶 / 核因子（NFAT）通路激活，內(nèi)皮素–1（ET-

增生性瘢痕（HS）是皮膚損傷后引發(fā)的纖維增生性疾病，嚴(yán)重影響患者的功能與外觀，目前的治療手段效果欠佳，亟需探索新療法。雖然傳統(tǒng)研究聚焦于細(xì)胞因子機(jī)制，但近年來(lái)生物力學(xué)信號(hào)在瘢痕形成中的作用逐漸受到關(guān)注，機(jī)械牽張能促使成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化，加劇細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積，不過(guò)細(xì)胞機(jī)械感知的具體分子機(jī)制尚不明確。Piezo1 通道作為一種新型機(jī)械激活陽(yáng)離子通道（MAC），據(jù)報(bào)道能夠調(diào)節(jié)力介導(dǎo)的細(xì)胞生物學(xué)行為。然而，Piezo1 在 HS 形成中的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)作用尚未被研究?；诖?， 上海交通大學(xué)醫(yī)