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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(xiàng)工作中，構(gòu)建了大腦中動(dòng)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(duì) IRI 過程中內(nèi)皮表型轉(zhuǎn)化和炎癥的影響

隨著年齡的增長，心血管系統(tǒng)發(fā)生了重要變化，包括血管硬度升高和異常重塑。研究表明，與衰老相關(guān)的小阻力動(dòng)脈重塑可以獨(dú)立于全身血壓的變化而發(fā)生。研究已表明，小阻力動(dòng)脈會(huì)因血流的持久變化或血流停止而發(fā)生重塑。值得注意的是，在血管調(diào)節(jié)和信號(hào)傳導(dǎo)中起關(guān)鍵作用的不是血流速率，而是壁面剪切應(yīng)力（WSS），即由流動(dòng)血液在內(nèi)皮細(xì)胞表面的摩擦驅(qū)動(dòng)的切向力。WSS 由血流速度、粘度和血管管腔直徑確定。在阻力動(dòng)脈中，WSS 的時(shí)間增加會(huì)誘導(dǎo)血管舒張，從而有助于組織灌注的前饋調(diào)節(jié)。WSS可以直接影響微循環(huán)中的血管壁重塑和血

盡管高血脂、高血壓和高血糖等危險(xiǎn)因素對(duì)整個(gè)動(dòng)脈系統(tǒng)構(gòu)成威脅，但動(dòng)脈粥樣硬化優(yōu)先發(fā)生在局部血流受到干擾的動(dòng)脈分支或彎曲處。在動(dòng)脈的直線部分發(fā)現(xiàn)的層流產(chǎn)生單向剪切應(yīng)力并促進(jìn)功能性內(nèi)皮表型（抗動(dòng)脈粥樣硬化）。相比之下，擾流會(huì)產(chǎn)生低且振蕩的剪切應(yīng)力，并誘導(dǎo) EC 激活和內(nèi)皮功能表型的適應(yīng)性改變（促動(dòng)脈粥樣硬化）。 新出現(xiàn)的證據(jù)表明，局部微環(huán)境在調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能和動(dòng)脈粥樣硬化區(qū)域易感性方面發(fā)揮著重要作用。血流動(dòng)力學(xué)可能影響內(nèi)皮重塑，改變內(nèi)皮下基質(zhì)組成。同時(shí)，負(fù)責(zé)與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）相互作用的細(xì)胞表面整合

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(shí)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(jī)制尚不清楚。一個(gè)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

動(dòng)脈粥樣硬化與心肌梗塞和中風(fēng)密切相關(guān)，被認(rèn)為是一種始于內(nèi)皮細(xì)胞（EC）活化的慢性炎癥性疾病。血流剪切應(yīng)力是指流動(dòng)的血液對(duì)血管表面施加的摩擦力。在動(dòng)脈樹的直線區(qū)域中由單向流動(dòng)產(chǎn)生的層流剪切應(yīng)力（LSS）是抗動(dòng)脈粥樣硬化的，而由動(dòng)脈分支或彎曲處的擾動(dòng)流（DF）產(chǎn)生的振蕩剪切應(yīng)力（OSS）是致動(dòng)脈粥樣硬化的。如果暴露于 DF，EC 炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，尤其是血管細(xì)胞粘附分子1（VCAM-1）和細(xì)胞間粘附分子1（ICAM-1）的表達(dá)會(huì)增加。內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥激活最終會(huì)促進(jìn)并加速動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。Piezo

氧氣供應(yīng)不足是許多疾病的一個(gè)特征，尤其是心血管系統(tǒng)的疾病。大多數(shù)細(xì)胞對(duì)缺氧的反應(yīng)是由缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）介導(dǎo)的。這些異二聚體轉(zhuǎn)錄因子由一個(gè) α亞基和一個(gè) β亞基組成，能夠與缺氧反應(yīng)元件（HRE）結(jié)合，進(jìn)而能夠調(diào)節(jié)大量基因，以應(yīng)對(duì)低氧水平或低氧應(yīng)激。一些研究支持缺氧和 NADPH 氧化酶4（NOX4）之間存在串?dāng)_。因此，缺氧已被證明可在腎、腦、肺、肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞和肺動(dòng)脈高壓患者的外膜成纖維細(xì)胞中誘導(dǎo) NOX4。NOX4 屬于 NADPH 氧化酶家族的成員之一，NADPH 氧化酶是血管中活性氧的

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)展不穩(wěn)定，在暴露于血流紊亂的動(dòng)脈區(qū)域堆積。這些血流動(dòng)力學(xué)條件產(chǎn)生低幅度和振蕩方向的機(jī)械壁剪切應(yīng)力，誘導(dǎo)局部內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）功能障礙，從而驅(qū)動(dòng)斑塊形成。全球流行的肥胖與代謝異常有關(guān)，包括血脂異常和高血糖，這些都是動(dòng)脈粥樣硬化的驅(qū)動(dòng)因素。血流紊亂會(huì)增加 EC 對(duì)血脂異常和高血糖的敏感性，然而，這種聯(lián)系背后的分子機(jī)制仍然知之甚少。內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)的維持依賴于調(diào)節(jié)代謝平衡的轉(zhuǎn)錄因子之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互作用。值得注意的是，缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）轉(zhuǎn)錄因子 HIF1A 和 HIF2A（EPAS1）在

動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性動(dòng)脈疾病，血流施加在內(nèi)皮細(xì)胞上的血流動(dòng)力學(xué)壁剪切應(yīng)力（WSS）決定了動(dòng)脈粥樣硬化病變的空間分布。低 WSS 量級(jí)的反向擾動(dòng)流（DF）促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞（EC）炎癥和凋亡，推動(dòng)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展，而單向且高 WSS 量級(jí)的 un-DF 具有動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用。EVA1A（Eva-1 同源物 A，也稱為 FAM176A）最初被鑒定為一種溶酶體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白，與自噬體共定位并促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬。研究已表明，EVA1A 在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮作用。小鼠心肌細(xì)胞特異性敲除 EVA1A

血流產(chǎn)生機(jī)械剪切應(yīng)力，通過改變血管內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）的生理機(jī)能，對(duì)血管功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。具有均勻幾何形狀的動(dòng)脈樹區(qū)域受到單向的高生理剪切應(yīng)力，發(fā)揮 EC 保護(hù)作用并防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。然而，動(dòng)脈的分支和彎曲部分暴露于復(fù)雜的血流模式中，產(chǎn)生方向變化的低平均剪切應(yīng)力（如雙向振蕩和渦流），這些紊亂的血流條件會(huì)促進(jìn) EC 功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。 Notch 信號(hào)通路在調(diào)控細(xì)胞進(jìn)程、調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)方面起至關(guān)重要的作用。哺乳動(dòng)物中有四個(gè)受體（Notch1-4）和五個(gè)配體（Delta-like（DL

動(dòng)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(dòng)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(huì)發(fā)生動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化和抗動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化中發(fā)揮作用，而由

動(dòng)脈粥樣硬化是一種累及大中型動(dòng)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(dòng)流會(huì)激活內(nèi)皮細(xì)胞中不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，分別導(dǎo)致抗動(dòng)脈粥樣硬化表型和致動(dòng)脈粥樣硬化表型。最近，體外和體內(nèi)研究表明，暴露于擾動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。與擾動(dòng)流相反，單向?qū)恿饕种?EndMT。TGF-β（轉(zhuǎn)化生長因子β）是驅(qū)動(dòng) EndMT 的核心介質(zhì)，內(nèi)皮 TGF-β 已

慢性胰腺炎是一種胰腺組織進(jìn)行性炎癥性疾病，其特征是產(chǎn)生胰島素的 β 細(xì)胞纖維化和丟失。一旦胰腺纖維化發(fā)展，胰腺功能的恢復(fù)就會(huì)受到限制。盡管飲酒是慢性胰腺炎的主要原因，但基因突變和胰管阻塞是其他公認(rèn)的促成因素。這些原因都會(huì)引起胰腺纖維化，從而導(dǎo)致組織瘢痕形成和胰管狹窄，這兩者都會(huì)導(dǎo)致胰管內(nèi)壓升高。因此，胰管內(nèi)壓力升高似乎會(huì)導(dǎo)致胰腺纖維化，而胰腺纖維化會(huì)進(jìn)一步加劇胰腺壓力。研究證明，胰腺腺泡細(xì)胞通過機(jī)械激活的離子通道 Piezo1 感知壓力。由剪切應(yīng)力、膜拉伸或高壓引起的膜張力會(huì)打開 Piezo1

心力衰竭是一種嚴(yán)重的疾病，發(fā)病率和死亡率很高。老年人群心力衰竭的患病率增加，尤其是絕經(jīng)后女性發(fā)生射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭（HFpEF）的患病率明顯更高，提示絕經(jīng)后雌激素缺乏可能參與其發(fā)病機(jī)制。另一方面，心力衰竭治療效果的性別差異已被強(qiáng)調(diào)，其中可能涉及多種因素。基于性別的亞組分析測(cè)試了血管緊張素受體-腦啡肽酶抑制劑（ARNi，心衰治療藥物）對(duì) HFpEF 患者的療效，發(fā)現(xiàn)女性的治療效果優(yōu)于男性。考慮到 ARNi 作為環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）蛋白激酶G（PKG）激活的作用機(jī)制，cGMP-PKG 通路可能

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(jī)械負(fù)荷對(duì)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?cè)谡麄€(gè)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(jī)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(jī)械信號(hào)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(duì)周期性心臟收縮的響應(yīng)，血流在動(dòng)脈循環(huán)中是脈動(dòng)性的，脈動(dòng)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(dòng)的血流，包括振蕩剪切應(yīng)力 （OSS），在主動(dòng)脈弓和動(dòng)脈分叉處發(fā)展。OSS 是雙向的，并且與血流方向錯(cuò)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

動(dòng)脈粥樣硬化的特征是脂質(zhì)和炎癥物質(zhì)在動(dòng)脈壁內(nèi)的積累，其主要發(fā)生在血流紊亂的動(dòng)脈分支和彎曲處。這些血流動(dòng)力學(xué)條件誘導(dǎo)低壁剪切應(yīng)力（WSS），導(dǎo)致血管炎癥和內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）增殖加劇。NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子家族包括五個(gè)亞基：RELA（RELA）、RELB（RELB）、c-REL（c-REL/REL）、p105/p50（NFKB1）和 p100/p52（NFKB2），它們通過同源或異源二聚化形成活性轉(zhuǎn)錄因子。研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化易感部位的 ECs 易導(dǎo)致 RELA 的激活增加，為這些區(qū)域炎癥加劇提供了

動(dòng)脈粥樣硬化是一種主要影響動(dòng)脈的多因素慢性炎癥性疾病。內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和炎癥在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。血管內(nèi)層的內(nèi)皮細(xì)胞與血液直接接觸，并因各種風(fēng)險(xiǎn)因素（如高膽固醇血癥、糖尿病、高血壓、吸煙和衰老）而變得功能失調(diào)和發(fā)炎，尤其是在與血流紊亂相關(guān)的特定動(dòng)脈粥樣硬化易發(fā)區(qū)域。這些區(qū)域的擾動(dòng)流的特征是向內(nèi)皮細(xì)胞表面?zhèn)鬟f低幅度的振蕩剪切應(yīng)力（OSS）。內(nèi)皮細(xì)胞通過機(jī)械感應(yīng)受體（機(jī)械傳感器）檢測(cè)各種剪切應(yīng)力模式和幅度，并將這些機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞信號(hào)和隨后的結(jié)構(gòu)和功能反應(yīng)。在這些內(nèi)皮炎癥

動(dòng)脈粥樣硬化通常發(fā)生在血流紊亂（DF）區(qū)域，例如動(dòng)脈分支或彎曲處。DF 通過改變生化信號(hào)和基因表達(dá)來改變內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）的形態(tài)和細(xì)胞骨架，最終導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。相反，單向?qū)恿鳎║F）通常發(fā)生在血管的直線部分，暴露于該區(qū)域的血管可以防止動(dòng)脈粥樣硬化。DF 通過誘導(dǎo) ECs 炎癥來引發(fā)內(nèi)皮功能障礙。炎癥導(dǎo)致內(nèi)皮損傷，進(jìn)而促進(jìn)各種粘附分子的表達(dá)，促進(jìn)循環(huán)白細(xì)胞向活化內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和遷移，最終導(dǎo)致斑塊形成。為了確定 ECs 中新的抗炎靶點(diǎn)，從暴露于動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)療法（他汀類藥物和 UF）的人臍靜脈內(nèi)

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(dòng)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(yùn)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(shí)上，大多數(shù)心血管危險(xiǎn)因素會(huì)觸發(fā)基于內(nèi)皮的分子機(jī)

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(huì)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(dòng)脈 EC，以及 EC 自噬受損的老齡小鼠的原代動(dòng)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