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该综述聚焦上皮细胞机械生物学，探讨上皮如何适应机械应力。内容涵盖流体运输产生的机械力、黏着连接（AJs）的机械转导机制，以及桥粒在机械响应中的作用，揭示细胞连接与细胞骨架的互作机制。
引言
机械力是细胞和多细胞系统的基本物理因素。细胞通过机械转导过程感知和协调对机械力的响应。在多细胞系统中，细胞间连接（如黏着连接和桥粒）不仅维持组织完整性，还参与机械转导。本文从三个方面综述上皮机械生物学的新进展：上皮产生影响组织完整性的力的新机制、黏着连接支持的机械转导系统的多样性，以及桥粒在机械转导和适应中的新兴作用。
上皮中流体运输产生的力
肌动球蛋白收缩是上皮组织中产生机械张力的经典机制，但流体运输也是上皮产生机械力的重要方式。上皮通过极化转运体、离子通道和紧密连接（TJs）进行流体运输，这会导致管腔压力增加，进而引起上皮壁面内张力升高。例如，在小鼠早期囊胚中，流体运输通过破坏细胞间接触，使初始微管腔融合并扩张管腔。随着管腔扩张，上皮层受到拉伸，张力增加，可能破坏上皮完整性。此时，YAP1 信号通路被激活，促进细胞增殖，增加上皮表面积，从而缓解张力。YAP1 信号通过黏着连接的机械转导受到调控，这为上皮适应流体运输引起的机械应力提供了一种机制。
黏着连接的机械转导
黏着连接通过经典的 E - 钙粘蛋白和免疫球蛋白超家族（IgSF）黏附分子介导细胞间黏附，并与肌动球蛋白细胞骨架相互作用。其机械转导机制大致可分为三类：核心钙粘蛋白 - 连环蛋白复合物的构象变化、机械负荷导致信号转导系统募集到钙粘蛋白装置、钙粘蛋白与其他机械敏感系统（如离子通道和小窝）的相互作用。
在信号转导方面，黏着连接张力可激活 RhoA、LKB1、Warts 等信号分子，影响细胞收缩、葡萄糖摄取、ATP 生成及 Yap/Taz 信号转录调节等。Notch 信号与黏着连接的机械转导密切相关，机械张力在组织和分子水平均可影响 Notch 信号。黏着连接的 E - 钙粘蛋白簇通过浓缩 γ- 分泌酶，控制细胞表面间距，成为 Notch 信号的守门人。此外，黏着连接的钙粘蛋白与 Piezo 通道物理关联，增强其机械敏感性，这种关联不依赖细胞间黏附，可能通过横向（顺式）相互作用实现。Piezo 通道的激活可能与细胞膜曲率或张力以及肌动蛋白细胞骨架有关，其在黏着连接机械转导中的具体作用仍需进一步研究。
桥粒在上皮机械响应中的作用
桥粒由桥粒钙粘蛋白（桥粒芯蛋白和桥粒胶蛋白）通过包括桥粒斑蛋白和 plakoglobin 的衔接复合物与中间丝（IF）物理偶联而成。尽管桥粒的被动机械特性（如柔韧性、可拉伸性和应变硬化）使其能够抵抗强大的力，但越来越多的证据表明桥粒可与细胞信号传导和其他黏附系统 / 细胞骨架系统相互作用，参与上皮机械转导的主动过程。
例如，在凋亡细胞的顶出过程中，桥粒 - 中间丝系统通过 KRAP 将 IP3R 钙通道募集到桥粒，介导邻近细胞的持续 Ca2?反应，这对激活邻近细胞的收缩性和有效排出凋亡细胞至关重要。此外，桥粒与黏着连接及其相关细胞骨架存在相互作用。桥粒斑蛋白通过与中间丝结合，支持黏着连接依赖的 RhoA 机械转导，增强 E - 钙粘蛋白黏附系统中检测到的分子张力。细胞骨架连接蛋白（如 dystonin）可将肌动蛋白和中间丝物理连接，实现机械连通性，从而支持黏着连接的机械转导。
结论与展望
上皮通过多种机制产生机械力并适应机械应力，以维持组织形态发生和稳态。未来研究需要比较不同机械敏感系统在时空上的响应范围，以及细胞骨架作为整合机械元件的作用。结合生物物理方法、细胞生物学工具和物理理论，建立定量机械模型，将有助于深入理解上皮机械生物学的复杂机制。
