【STTT】四川大学华西医院罗德毅、王坤杰团队发布重磅综述

7月31日，四川大学华西医院罗德毅、王坤杰联合在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表重磅综述“Cellular mechanotransduction in health and diseases: from molecular mechanism to therapeutic targets”，系统总结了正常病症和疾病中典型机械线索的特点和调控机制，并结合最新证据进行综述。列出了对机械刺激有反应的关键效应子，例如压电通道、整合素、具有 PDZ 结合基序（TAZ）的Yes相关蛋白（YAP）转录共激活剂和瞬时受体电位香草素 4（TRPV4）。我们还回顾了与机械线索相关的疾病的关键信号通路、治疗靶点和前沿临床应用。

https://www.nature.com/articles/s41392-023-01501-9

细胞机械转导

细胞机械转导是生物体中重要的生物过程。它首先是基于组织稳态机械负荷的沃尔夫定律进行研究，并已扩展到组织和生物体的生长和发育。迄今为止，许多研究细胞机械转导的研究，包括了解其多种机械线索对多种病理生理过程的影响，包括胚胎发育、组织修复和伤口愈合、神经再生、纤维化、肿瘤发生和癌症免疫治疗耐药性。许多正在进行的研究都集中在机械提示诱导的组织稳态以及相应疾病的机制和治疗靶点上。

机械提示相关病理生理过程的全球概述。生物力学线索的主要成分涉及多种生物过程和疾病，如肺纤维化、心脏纤维化、肾纤维化、肝纤维化、癌细胞行为、胚胎发育、皮肤和伤口修复、血管生成和血管重塑以及神经系统再生。

目前，已经有几项综述研究了机械转导与疾病之间的交流。然而，这些综述几乎集中在特定的机械情况、技术工具或疾病上，缺乏对治疗干预和临床应用的讨论。本文拟对正常病症和疾病下细胞机械转导的特点和分子机制进行总结，并进行更新和全面的解读。此外，还根据最新进展介绍了针对机械线索诱导疾病的机械敏感效应器、信号通路和临床应用。

细胞机械转导的特点和机制

HP、FSS、TF和ECM刚度是影响细胞—基质通信和信号转导的主要生物力学线索。这些机械线索调节多种生物过程，包括细胞发育、转化、分化、粘附、迁移、增殖和 ECM 生成。机械线索还可以触发复杂的生物调节网络依赖性组织和器官发育、再生、修复、肿瘤发生、肿瘤侵袭和转移。在这里，我们专注于这些机械线索的分子生物学。

组织和器官中的细胞机械转导。通常，血管中存在流体剪切力和静水压力。拉力、静水压力和流体剪切力在膀胱中的函数。流体剪切力和拉力在肠道中起作用。ECM僵硬在纤维化肝脏中起作用。ECM细胞外基质，EMT上皮到间充质的转变。

研究意义

最近的一项研究表明，机械敏感代谢在癌细胞迁移和转移中起着至关重要的作用。有趣的是，合作迁移的细胞会动态地改变领导者，以降低入侵的热力学成本。热力学证据为迁移过程中机械转导与癌细胞能量代谢之间的关联提供了新的见解，这表明癌细胞通过最小能量摄入途径迁移。这些发现为预防癌症扩散提供了新的想法。此外，对于癌症的精确治疗，生物力学线索被认为是逆转癌症免疫治疗耐药性的新策略。需要进一步研究以研究机械线索与免疫治疗耐药性之间的机制，针对肿瘤机械特性的研究将为限制癌细胞行为提供方法。

机械生物学也在2D配置中被广泛研究。然而，在3D系统中对细胞-ECM基质力进行了有限的研究。虽然2D系统被认为是机械线索相关病理生理学的基础，但3D平台更类似于人体的微环境。最近的一项研究报告了一种新颖的3D平台，该平台由定义明确的合成水凝胶系统和3D牵引力显微镜组成，用于评估基质环境和力响应。该平台为3D系统中机械转导中的细胞行为提供了新颖的见解。因此，未来需要更多关注3D微环境中的机械转导。

总之，细胞机械转导作为促进生物体健康和疾病的重要因素，广泛影响组织稳态、纤维化疾病、肿瘤发生、代谢等。因此，对机械线索进行更广泛的概述对研究人员来说是一个巨大的挑战。本综述介绍了生物体中机械线索相关病理生理过程的机制，并阐明了多种疾病的治疗靶点。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2023-07-short-daily-linked-cancer.html

https://jamanetwork.com/journals/jamaoncology/fullarticle/2807734

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。