Piezo1介导基底硬度调控软骨细胞初级纤毛形态

摘要

目的 研究基底硬度如何调控软骨细胞初级纤毛的形态，并进一步探究Piezo1如何介导基底硬度调控初级纤毛的形态。方法 将聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）固化剂和主剂分别以1∶10（硬）、1∶50（中硬度）和1∶70（软）的比例混合，制成厚度为1 mm且具有不同硬度的基底膜：硬基底（2.21±0.12） MPa、中硬度基底（54.47±6.06） k Pa和软基底（2.13±0.10） kPa。利用3种不同硬度基底培养软骨细胞；再分别用Tubastatin A(Tub A)抑制组蛋白脱乙酰酶6(histone deacetylase 6, HDAC6)、Piezo1激活剂Yoda1和抑制剂GsMTx4处理细胞，基于免疫荧光技术分析HDAC6、Yoda1和GsMTx4对软骨细胞形态和初级纤毛长度的影响。结果 硬基底会增加软骨细胞铺展面积，免疫荧光显示与中等基底和软基底相比在硬基底上细胞骨架和细胞核面积显著增加（P<0.05），并且初级纤毛显著伸长（P<0.05），但是并不影响初级纤毛的出现率。软骨细胞HDAC6的活性随着基底硬度变软依次升高，抑制软骨细胞HDAC6的活性后，细胞骨架面积和细胞核面积以及初级纤毛长度在硬基底上增加更为显著（P<0.05）。经测试，加入Piezo1激活剂和抑制剂可以调控软骨细胞HDAC6的活性，并且初级纤毛的长度在加入激活剂Yoda1后显著增加（P<0.05），而在经抑制剂GsMTx4处理后，初级纤毛长度在硬基底上显著缩短（P<0.05）。结论 培养皿基底硬度和Piezo1可能都通过调控HDAC6活性进而影响软骨细胞初级纤毛形态。

关键词

软骨细胞 / 基底硬度 / 初级纤毛 / 细胞骨架 / HDAC6 / Piezo1

基金资助

国家自然科学基金（No.12272252、No.11872263）;; 山西省基础研究计划资助项目（No.202203021211124）资助