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在四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究室課題人員的一項工作中，構(gòu)建了大腦中動脈栓塞體內(nèi)模型（MCAO）和體外平行平板流室模型，以探討 FSS 對 IRI 過程中內(nèi)皮表型轉(zhuǎn)化和炎癥的影響

丹參酸B（SalB）是一種有機化合物，是中藥丹參中含量最豐富的水溶性物質(zhì)。SalB已被廣泛用于治療心血管疾病，包括動脈粥樣硬化。越來越多的證據(jù)表明，SalB的心肌保護(hù)作用歸因于其抑制級聯(lián)分子轉(zhuǎn)導(dǎo)的能力，這些分子轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)多種血管細(xì)胞類型和組織中的內(nèi)皮功能障礙、氧化應(yīng)激、血小板聚集、凝血、血栓形成和炎癥。然而，SalB在預(yù)防動脈粥樣硬化方面的分子靶點仍然難以捉摸。響應(yīng)機械負(fù)荷刺激而激活的Piezo1離子通道參與廣泛的生理和病理過程。它們在血管機械轉(zhuǎn)導(dǎo)中的功能包括感知血流的剪切應(yīng)力，促進(jìn)血管發(fā)

先天性心臟病是最常見的出生缺陷，在大多數(shù)心臟手術(shù)中，患者接受體外循環(huán)（CPB），以盡量減少心臟手術(shù)時的缺血性損傷。不良的術(shù)后結(jié)局與 CPB 手術(shù)期間和之后的嚴(yán)重全身炎癥反應(yīng)有關(guān)。在 CPB 患者的血漿中一直觀察到促炎細(xì)胞因子，特別是 IL-1β、IL-6、IL-8 和 TNF-α 的激增。盡管全身炎癥與器官損傷密切相關(guān)，但其發(fā)生機制尚不清楚。一個主流假設(shè)是 CPB 激活炎性白細(xì)胞，在 CPB 后外滲并浸潤到不同的器官，導(dǎo)致器官功能障礙。炎性白細(xì)胞（包括分化的巨噬細(xì)胞）將細(xì)胞因子和破壞性可溶性因子

骨膜干/祖細(xì)胞（PSPCs）具有多向分化潛能和自我更新能力，在骨折愈合中起關(guān)鍵作用。值得注意的是，適度的生物力學(xué)環(huán)境有利于PSPC功能和骨折愈合，適度的機械力促進(jìn) PSPC 介導(dǎo)的愈傷組織形成，而機械卸載導(dǎo)致 PSPC 功能障礙、異常骨痂形成，并最終延遲愈合或不愈合。目前已經(jīng)確定了骨折愈合過程中標(biāo)記 PSPC 的幾種標(biāo)志物，包括組織蛋白酶K（Ctsk）、PDGFRα 和 Prrx1。?多囊蛋白1（PC1）是一種由 Pkd1 基因編碼的大跨膜蛋白，其胞外結(jié)構(gòu)域充當(dāng)機械刺激的傳

動脈粥樣硬化是缺血性心臟病和中風(fēng)最常見的潛在原因。大量證據(jù)表明，動脈分支和彎曲處的擾動流（d-flow）模式更易導(dǎo)致動脈粥樣硬化病變，而存在高剪切應(yīng)力的穩(wěn)定層流（s-flow）區(qū)域則可防止動脈粥樣硬化。主動脈內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）是血管壁內(nèi)層的主要成分，直接暴露在血流中，在各種化學(xué)和機械刺激下對血管功能發(fā)揮重要作用。MER 原癌基因酪氨酸激酶（MerTK）是 TAM（Tyro3、Axl 和 MerTK）受體家族的成員，在多種惡性腫瘤中高度表達(dá)，其在有效清除凋亡細(xì)胞中起關(guān)鍵作用，這一過程稱為胞葬作用（

動脈粥樣硬化優(yōu)先發(fā)生在血流模式紊亂（d-flow）的血管分支和彎曲區(qū)域，內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）暴露于致動脈粥樣硬化的振蕩、低幅度剪切應(yīng)力（OSS）。相比之下，暴露于穩(wěn)定血流模式（s-flow）下的直向、非分支區(qū)域的血管提供單向、層流、高幅度的剪切應(yīng)力（ULS），促進(jìn)內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)，不會發(fā)生動脈粥樣硬化。ECs 響應(yīng)這些不同的血流模式而發(fā)生的促動脈粥樣硬化和抗動脈粥樣硬化變化在很大程度上是由血流敏感基因的轉(zhuǎn)錄變化介導(dǎo)的。在 s-flow 中調(diào)節(jié)的基因通常在預(yù)防 EC 功能障礙和動脈粥樣硬化中發(fā)揮作用，而由

動脈粥樣硬化是一種累及大中型動脈的慢性、進(jìn)行性、炎癥性疾病，最終可導(dǎo)致急性心血管事件，如心肌梗死和中風(fēng)。眾所周知，層流和擾動流會激活內(nèi)皮細(xì)胞中不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，分別導(dǎo)致抗動脈粥樣硬化表型和致動脈粥樣硬化表型。最近，體外和體內(nèi)研究表明，暴露于擾動流的內(nèi)皮細(xì)胞經(jīng)歷內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EndMT），這通過細(xì)胞間粘附的溶解、細(xì)胞極性的改變和間充質(zhì)標(biāo)志基因的表達(dá)來促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。與擾動流相反，單向?qū)恿饕种?EndMT。TGF-β（轉(zhuǎn)化生長因子β）是驅(qū)動 EndMT 的核心介質(zhì)，內(nèi)皮 TGF-β 已

肌骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種常見的關(guān)節(jié)疾病，其特征是關(guān)節(jié)軟骨退化、滑膜炎癥和骨重塑。作為關(guān)鍵因素之一，機械負(fù)荷對軟骨產(chǎn)生抗分解代謝和合成代謝作用，導(dǎo)致軟骨下骨重塑異常。骨細(xì)胞（Osteocytes）占骨細(xì)胞總數(shù)的 90% 至 95%，由于它們在整個骨基質(zhì)中廣泛分布，并且具有復(fù)雜互連的腔隙小管網(wǎng)絡(luò)，因此在感應(yīng)和傳遞機械刺激方面發(fā)揮著重要作用。因此，骨細(xì)胞可以響應(yīng)機械信號并分泌可溶性因子來調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞活性。已發(fā)現(xiàn)幾種長鏈非編碼RNA （lncRNAs）與 OA 嚴(yán)重程度相關(guān)，并在體外影響 OA

作為對周期性心臟收縮的響應(yīng)，血流在動脈循環(huán)中是脈動性的，脈動剪切應(yīng)力（PSS）是單向的，并且與血流方向?qū)R。PSS 促進(jìn)血管保護(hù)性介質(zhì)，包括內(nèi)皮一氧化氮合酶（eNOS）和超氧化物歧化酶（SOD），以減弱促炎細(xì)胞因子、粘附分子和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶系統(tǒng)。相比之下，擾動的血流，包括振蕩剪切應(yīng)力 （OSS），在主動脈弓和動脈分叉處發(fā)展。OSS 是雙向的，并且與血流方向錯位，激活 NADPH 氧化酶以促進(jìn)活性氧（ROS）。OSS 還誘導(dǎo)核因子κB（NF-κB）增加炎性細(xì)胞因

內(nèi)皮細(xì)胞排列在管腔表面，充當(dāng)分隔血液和周圍組織的屏障。其動態(tài)和異質(zhì)結(jié)構(gòu)影響各種重要過程，如血管通透性、體內(nèi)穩(wěn)態(tài)、血管生成、代謝、炎癥細(xì)胞運輸、血管舒縮張力和免疫。一氧化氮（NO）是健康血管內(nèi)皮的關(guān)鍵組成部分，通過防止血栓形成、細(xì)胞增殖和炎癥來幫助血管壁維持靜息狀態(tài)。這種靜息的、以 NO 為主的內(nèi)皮表型很可能是由層狀剪切應(yīng)力維持的。血管疾病是內(nèi)皮功能障礙的結(jié)果，在病理情況下通常被稱為內(nèi)皮活化。從靜息表型到參與宿主防御反應(yīng)的表型的變化由內(nèi)皮激活表示。事實上，大多數(shù)心血管危險因素會觸發(fā)基于內(nèi)皮的分子機

是由層狀剪切應(yīng)力維持的。血管內(nèi)皮功能障礙是心血管衰老的標(biāo)志，內(nèi)皮細(xì)胞（EC）自噬的下降越來越被認(rèn)為是導(dǎo)致血管病變的關(guān)鍵因素。以往研究揭示了抑制的 EC 自噬會破壞 EC 代謝，從而減弱 EC 功能。例如，遺傳或藥理學(xué)自噬受損后的牛（BAECs）和人（HAECs）的動脈 EC，以及 EC 自噬受損的老齡小鼠的原代動脈 EC，表現(xiàn)出剪切應(yīng)力誘導(dǎo)的糖酵解通量和 ATP 產(chǎn)生下降。這種表型的后果包括通過蛋白激酶Cδ（PKCδ）向內(nèi)皮一氧化氮（NO）合酶（eNOS）傳遞的 ATP/ADP 介導(dǎo)的嘌呤能 2

心血管疾?。–VD）是一項嚴(yán)重的健康挑戰(zhàn)，在世界范圍內(nèi)造成的死亡人數(shù)超過癌癥。血管內(nèi)皮，由內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）組成，位于血管的最內(nèi)層，在維持血管完整性和體內(nèi)平衡方面起著核心作用，并與血流直接接觸。ECs 對流體剪切應(yīng)力（FSS）非常敏感，F(xiàn)SS 是體內(nèi)平衡的關(guān)鍵決定因素，但也可能是疾病的誘因（圖1）。SS 的大小使用可互換的單位（1 Pa = 1 N/m2 = 10 dynes/cm2）表示，該值受血流速度、血管內(nèi)半徑和血液粘度變化的影響圖1? ? ?血流動力學(xué)SS 及其在血管病理生理學(xué)中的作用。

靶向嘌呤能信號（如衰老）可能是并發(fā)內(nèi)皮功能障礙的選擇。基于此動脈粥樣硬化易發(fā)性血流誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞（EC）功能障礙在動脈粥樣硬化的發(fā)生和進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。在這樣的血流環(huán)境下，ECs 中的糖酵解增加，以滿足促炎和增殖表型增加的能量需求。這種類似 Warburg 效應(yīng)的糖酵解增加構(gòu)成了 EC 功能障礙的一部分，導(dǎo)致動脈粥樣硬化形成。N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物中最豐富的 RNA 轉(zhuǎn)錄后修飾。研究表明，m6A RNA 修飾廣泛參與 EC 生物學(xué)和疾病。甲基轉(zhuǎn)移酶3（METTL3），一種主要的 m6

血管系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)對動脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)病至關(guān)重要，血管內(nèi)皮作為心血管系統(tǒng)的單細(xì)胞內(nèi)襯，直接接觸循環(huán)血液并承受壁面剪切應(yīng)力，通過響應(yīng)病理生理刺激維持血管穩(wěn)態(tài)。內(nèi)皮細(xì)胞可感知機械刺激并通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響細(xì)胞功能，其功能障礙會導(dǎo)致血管病變，而動脈粥樣硬化更易發(fā)生在血流紊亂區(qū)域，因此了解紊亂血流對內(nèi)皮功能和基因表達(dá)的影響，有助于闡明斑塊形成機制。表觀遺傳改變（包括 DNA 甲基化、組蛋白翻譯后修飾和非編碼 RNA 等）在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。研究表明，剪切應(yīng)力可通過 DNA 甲基化和組

腫瘤微環(huán)境中的機械力（剪切應(yīng)力、張力與應(yīng)變、固體應(yīng)力與壓縮）通過影響腫瘤細(xì)胞與環(huán)境的相互作用，在轉(zhuǎn)移級聯(lián)的各個階段（生長、遷移、定植）發(fā)揮作用。整合多力場的模型系統(tǒng)已逐步揭示腫瘤細(xì)胞的機械感知機制，而引入時間維度和機械記憶將成為未來研究的重要方向。開發(fā)創(chuàng)新材料與體外系統(tǒng)，是推動癌癥轉(zhuǎn)移預(yù)測與干預(yù)研究的核心路徑?；诖?，美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的研究團隊在APL bioengineering期刊，發(fā)表了題為“Advances in cancer mechanobiology: Metas

骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種以關(guān)節(jié)軟骨退化、邊緣骨增生和滑膜炎癥為特征的退行性疾病，好發(fā)于中老年人，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量并增加社會醫(yī)療負(fù)擔(dān)。其病因涉及衰老、創(chuàng)傷、肥胖及高強度運動等，這些因素可破壞關(guān)節(jié)機械環(huán)境。生物力學(xué)因素在其發(fā)生發(fā)展中的作用正逐漸受到關(guān)注。其中，流體剪切力作為關(guān)鍵生物力學(xué)刺激，因在維持軟骨健康與推動疾病進(jìn)展中的雙重作用成為研究焦點。因此，貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院骨科的研究團隊在Journal of inflammation research期刊發(fā)表了一篇題為“Mechanical Signa

自噬是一種進(jìn)化保守且受嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞過程，通過降解蛋白質(zhì)、細(xì)胞器等成分維持細(xì)胞功能，其調(diào)控與 ATG 基因激活相關(guān)，ULK-Atg17 復(fù)合物、mTOR 等參與其中，ATG8/LC3 家族、ATG5 在自噬體形成中起關(guān)鍵作用，p62 積累是自噬流受損的標(biāo)志。自噬功能失調(diào)與心血管疾病等多種病理狀態(tài)相關(guān)，而氧化應(yīng)激是自噬的主要誘導(dǎo)因素，ox-LDL 等可誘導(dǎo)自噬并伴隨 mtDNA 損傷，線粒體因缺乏組蛋白保護(hù)易受氧化應(yīng)激影響。剪切應(yīng)力對血管內(nèi)皮細(xì)胞有代謝和機械雙重作用，與動脈粥樣硬化的局灶性相關(guān)。動

了解炎癥和干細(xì)胞之間的串?dāng)_引起了科學(xué)界的巨大興趣，因為它可能闡明干細(xì)胞響應(yīng)組織損傷的激活機制以及如何塑造它們以保持組織穩(wěn)態(tài)?；谶@些前提，意大利摩德納雷焦艾米利亞大學(xué)醫(yī)學(xué)、牙科和形態(tài)學(xué)科學(xué)系的研究團隊為了更好地闡明周細(xì)胞在FSS誘導(dǎo)的病理狀況中的作用，使用了從人牙髓中分離的周細(xì)胞樣細(xì)胞群，評估了流動依賴性剪切應(yīng)力如何影響 hDPSCs 的生物學(xué)特性，以預(yù)測它們在生理和病理生理條件下的潛在作用。

肌肉減少癥是指隨著年齡增長而發(fā)生的肌肉質(zhì)量減少、骨骼肌流失和肌肉功能強度下降等，這是人體衰老的重要標(biāo)志。影響肌肉質(zhì)量和功能的原因有很多，但都是基于這兩個基礎(chǔ)機制：肌肉纖維萎縮和肌肉纖維丟失。這種肌肉纖維丟失歸因于老化肌肉和相關(guān)肌肉干細(xì)胞（MuSC）的再生能力受損。