黏连蛋白（Vinculin）与c-Cbl相关蛋白（CAP）通过抑制Meflin表达调控基质刚度依赖性间充质干细胞成骨分化

本研究揭示了细胞外基质（ECM）刚度调控间充质干细胞（MSCs）分化的新机制。研究人员发现黏连蛋白（Vinculin）和c-Cbl相关蛋白（CAP）通过抑制Meflin表达，依赖Yes相关蛋白（YAP）信号通路促进MSCs在刚性ECM上的成骨分化。该研究阐明了Vinculin-CAP-Meflin轴在力学信号转导中的核心作用，为组织工程和骨再生医学提供了潜在靶点。

　　

在生命科学领域，间充质干细胞（MSCs）的多向分化潜能一直是研究热点。这些细胞能分化为成骨细胞、脂肪细胞或软骨细胞，其命运抉择受到微环境信号的精密调控。其中，细胞外基质（ECM）的力学特性——尤其是刚度（stiffness）——被证实是决定分化方向的关键因素：刚性基质促进成骨分化，而柔软基质则诱导脂肪形成。然而，这种力学信号如何通过分子传感器转化为生化信号，最终调控基因表达的完整机制仍存在空白。

针对这一科学问题，日本的研究团队在《Experimental Cell Research》发表了突破性研究。他们发现黏连蛋白（Vinculin）和c-Cbl相关蛋白（CAP）构成的力学传感复合体，通过抑制Meflin（一种维持干细胞未分化状态的关键因子）的表达，从而驱动刚性ECM上的成骨分化。这项研究不仅填补了力学信号转导通路的关键环节，还为开发靶向力学微环境的再生医学策略提供了理论依据。

研究团队运用了以下关键技术：siRNA/shRNA介导的基因沉默、Western blot检测蛋白表达、qPCR分析mRNA水平、碱性磷酸酶（ALP）染色评估成骨分化，以及通过胶原凝胶（soft）与塑料培养板（rigid）构建不同刚度ECM模型。

Vinculin和CAP抑制Meflin表达
通过siRNA敲低ST2细胞系和原代MSCs中的Vinculin或CAP，研究者观察到Meflin蛋白水平分别升高5.8倍和11倍（Western blot验证）。反之，回补野生型Vinculin或过表达CAP则显著抑制Meflin。qPCR证实这种调控发生在转录水平，提示Vinculin-CAP形成力学感应模块负向调控Meflin基因。

Vinculin和CAP介导ECM刚度依赖性Meflin调控
在原代MSCs中，刚性基质使Meflin mRNA降低35%，而Vinculin或CAP敲除后，这种刚度依赖性抑制效应消失。这表明Vinculin-CAP复合体是ECM力学信号传导至Meflin表达的关键媒介。

YAP介导Meflin抑制
机制研究发现，敲低转录共激活因子YAP（而非其同源蛋白TAZ）可使Meflin蛋白水平升高2.5倍。这与团队前期工作衔接——Vinculin-CAP能促进YAP核转位，提示YAP是Vinculin-CAP-Meflin轴的下游效应分子。

Meflin调控CAP依赖性成骨分化
功能实验显示，Meflin敲除使成骨标志物ALP mRNA升高4.5倍（Day 4），ALP染色面积显著增加。更重要的是，在CAP缺陷细胞中敲低Meflin可部分挽救成骨分化缺陷，证明Meflin是CAP调控通路的关键效应靶点。

这项研究首次阐明Vinculin-CAP-Meflin-YAP构成的级联反应，将ECM力学信号转化为控制干细胞分化的分子指令。特别值得注意的是，Meflin作为癌症抑制性成纤维细胞（CAFs）的标志物，其与力学微环境的关联为理解肿瘤基质硬化提供了新视角。研究还揭示了YAP/TAZ在力学信号转导中的分工：YAP主导成骨分化调控，而TAZ则参与脂肪分化，这种特异性为靶向干预不同分化路径提供了可能。

从转化医学角度看，该发现具有双重意义：一方面，通过调控Vinculin-CAP活性可能优化MSCs在组织工程中的应用；另一方面，靶向Meflin或可干预病理性基质硬化疾病（如纤维化或骨硬化症）。未来研究需进一步解析Meflin启动子区是否直接受YAP调控，以及该通路在体内骨发育中的时空特异性作用。