短期高糖通过渗透压力激活Piezo1影响BV2细胞的极化

摘要

目的 探究短期高糖刺激通过渗透压力变化对小鼠小胶质细胞（BV2）极化的影响及其相关机制。方法 通过葡萄糖（Glu）和甘露醇（Mnt）分别建立细胞的高糖和高渗透压细胞模型，通过Western blotting探究高糖刺激导致的短期细胞外渗透压力变化对BV2的Piezo1蛋白表达的影响，通过qRT-PCR、ELISA和Western blotting检测BV2细胞的炎症因子和极化相关蛋白的表达情况，流式细胞术检测细胞膜表面蛋白表达情况、Ca²⁺内流变化，通过超氧阴离子检测试剂盒检测细胞的活性氧（ROS）水平，并通过药物激活或抑制Piezo1蛋白功能进一步探究NF-κB P65、HO-1等蛋白的表达情况。结果 短期Glu及等渗Mnt刺激均能显著上调BV2小胶质细胞中机械敏感离子通道Piezo1的蛋白表达（P<0.05）,并引发明显的Ca²⁺内流。通过DHE检测发现，Glu和Mnt处理可显著升高细胞内ROS水平（P<0.01）;此效应可被Piezo1特异性激动剂Yoda1模拟（P<0.01）,而被抑制剂GsMTx-4显著逆转（P<0.01）。进一步研究发现，Glu和Mnt处理还促进了BV2细胞向促炎表型转化，表现为膜表面蛋白CD86及炎症因子TNF-α、IL-1β的表达上调。Western blotting分析显示，Glu和Mnt处理能上调机械信号通路相关蛋白（YAP/TAZ、ITGB1）及炎症通路关键蛋白NF-κB的表达，同时下调抗氧化蛋白HO-1的表达（P<0.05）。药理学激活Piezo1可重现上述蛋白表达变化，而抑制Piezo1功能则产生相反效应。结论 短期高糖刺激可通过其引发的渗透压变化，激活BV2小胶质细胞的Piezo1通道，进而介导Ca²⁺内流，诱导细胞发生氧化-抗氧化失衡及促炎表型转化。

关键词

糖尿病神经病变 / 小胶质细胞 / 炎症 / 极化 / Piezo1 / 高糖 / 氧化应激 / 钙离子

基金资助

国家自然科学基金面上项目(82471089); 陕西省卫生健康科研创新能力提升计划项目(2025TD-19); 西安市科技计划项目(2024JH-YLYB-0324)