机械应力刺激对细胞内钙离子浓度影响的研究进展.pdf

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1、第26卷第1期航天医学与医学工程V01．26No．12013年2月SpaceMedicine&MedicalEngineeringFeb．2013·综述·机械应力刺激对细胞内钙离子浓度影响的研究进展邵占维，桑晨，庄逢源(北京航空航天大学生物与医学工程学院，北京100191)摘要：细胞作为生物体最基本的结构和功能单位，在生物体内处于各种复杂的力学环境中。研究力学刺激对细胞内信号转导机制的影响对于理解细胞正常以及特殊力学环境下的生理功能有着重要的作用。细胞内自由钙离子作为一种重要的第二信使，其浓度的变化是细胞对机械应力刺激最早的反应之一。本文综述了机

2、械应力刺激对细胞内自由钙离子浓度的影响以及可能的影响机制。关键词：机械应力刺激；钙离子；肌动蛋白；G蛋白偶联受体中图分类号：Q256文献标识码：A文章编号：1002-0837(2013)Ol-0066-04ProgressAboutInfluenceofMechanicalStimula砌，lonConcentrationofCalciumCe／／s．ShaoZhan．wei，SangChen，ZhuangFengyuan．SpaceMedicine&MedicalEngineering，2013，26(1)：66～69Abstract：Thec

3、ells，asthebasicunitofthefunctionandstructure．areinvariOUSofcomplexmechanicalmicro．environmentinvivo．ItiSveryimportanttoinvestigatethemechanismofmechanicaltransductionofcellstounderstandthephysica1processofcellsundernorlTlalandspecialmechanicalenvironment．Freecalcium(ICa“Ii)as

4、animportantsecondmessengerincells，theconcentrationchangingofwhichiSoneoftheearliestresponsesofcellstomechanicalstressstimulation．ThisarticlereviewstheinfluenceofmechanicalstressstimulationonCa“incellsandthepossiblemechanismofthat．Keywords：mechanicalstressstimulation；calciumio

5、n；actin；G—proteincouplingreceptorAddresscorrespondenceandreprintrequeststo：SangChen．SchoolofBiologicalScienceandMedicalEn。gineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China生物细胞时刻处在复杂的力学环境中，感受胞内升高的钙离子参与细胞应对力学刺激而产生各种力学刺激并作出相应的反应，研究机械应力细胞骨架重组，基因表达改变，细胞分泌

6、，黏着斑刺激对细胞内自由钙离子浓度的影响以及可能的的形成解聚以及细胞迁移等生命活动，引。影响机制对研究细胞在正常与特殊力学环境下的生理过程具有重要的意义。2胞内钙离子浓度升高的可能机制1力刺激对胞内钙离子浓度的影响2·细胞骨架与细胞内钙离子浓度升高细胞骨架是位于细胞质内的一个复杂纤维状细胞内钙离子浓度升高是细胞对力学刺激的网架结构体系，发挥着重要的机械支撑和空间组反映中最早出现的现象之一。剪切力、静压力以织作用，同时参与到几乎所有形式的细胞运及牵张力等力学刺激均会引起各种类型细胞内自动_8J，其在信号转导尤其是力学信号转导方面起由钙离子浓度的升高

7、¨。J。钙离子浓度升高源于着重要作用。研究认为在细胞膜上存在一种能够细胞外钙的内流和细胞内钙库的释放。在响应力被机械应力刺激激活的通道(stretch—activted学刺激过程中，细胞外钙的内流发生较早，持续时channels，SACs或者称为mechanosensitivechan-间较短，细胞内钙库的释放则发生较晚，持续时间nels，MSCs)，当外力作用于细胞时，可激活该通较长。机械应力刺激引起的外钙内流可以有效地道，允许外钙进人细胞引。引发细胞内钙库释放钙离子，同时这部分流人细通过对不同种类的单个细胞直接施加应变刺胞的外钙可以使细胞膜去

8、极化从而激活细胞膜上激研究细胞的钙离子及其相关信号的改变，Sate的电压门控钙离子通道，更多外部钙离子得以进等_1发现对单个骨细胞施加应