流体剪切力通过Piezo1/Ca²⁺/ROS/NLRP3通路调控髁突软骨细胞焦亡的机制研究

摘要

目的 基于Piezo1/Ca²⁺/ROS/NLRP3信号通路探讨流体剪切力（Fluid flow shear stress, FFSS）诱导髁突软骨细胞（Condylar chondrocytes, CCs）焦亡的分子机制。方法 收集2025年6月至2025年10月就诊于本院颞下颌关节专科门诊的35例颞下颌关节骨关节炎（Temporomandibular joint osteoarthritis, TMJOA）患者及33例颞下颌关节内紊乱症（Temporomandibular joint internal derangement, TMJID）患者的关节滑液，采用Elisa试剂盒检测TMJOA患者与TMJID患者滑液中焦亡指标NLRP3、Caspase1、IL-18、IL-1β的表达水平。分别对CCs施加0、4、8、12 dyn/cm²的流体剪切力（Fluid flow shear stress, FFSS）,使用钙离子荧光探针和活性氧（Reactive oxygen species, ROS）检测试剂盒监测细胞内Ca²⁺、ROS的表达水平，采用蛋白印迹（Western blot）法检测CCs内Piezo1、NLRP3、Caspase1、GSDMD、IL-18、IL-1β蛋白的表达水平。将CCs分为4组，分别为Control组（给予0 dyn/cm²的FFSS干预1 h）;FFSS组（给予12 dyn/cm²的FFSS干预1 h）;GsMTx4组（在5μmol/L GsMTx4干预24 h的基础上，给予12 dyn/cm²的FFSS干预1 h）;Ca²⁺-free组（使用无钙培养基，给予12 dyn/cm²的FFSS干预1 h）。观察4组CCs的Piezo1、NLRP3、Caspase1、GSDMD、IL-18、IL-1β蛋白的表达水平，以及细胞内Ca²⁺、ROS表达水平的变化。结果 与TMJID组患者比较，TMJOA患者关节滑液中NLRP3、Caspase 1、IL-18、IL-1β的表达水平增加，差异均有统计学意义（P<0.01）。与0 dyn/cm²组比较，8、12 dyn/cm²组Piezo1、NLRP3、Caspase1、GSDMD、IL-18、IL-1β蛋白及细胞内Ca²⁺、ROS的表达水平增加（P<0.01）。与FFSS组比较，GsMTx4组、Ca²⁺-free组CCs的NLRP3、Caspase1、GSDMD、IL-18、IL-1β蛋白及细胞内Ca²⁺、ROS的表达水平均降低（P<0.01）。与FFSS组比较，GsMTx4组的Piezo1蛋白表达水平降低（P<0.001）,但无钙培养基组CCs的Piezo1蛋白表达无差异（P>0.05）。结论 FFSS通过Piezo1/Ca²⁺/ROS/NLRP3信号通路诱导CCs焦亡，抑制Piezo1蛋白通道开放或Ca²⁺内流可有效逆转该过程。

关键词

颞下颌关节 / 骨关节炎 / Piezo1 / 活性氧 / 焦亡