10% 机械应力经 BDKRB1/Ca2+/CaMKII/MEK1/ERK 轴促进肺泡上皮细胞生长与钙内流的关键机制探索

在肺发育和疾病研究中，机械应力与钙代谢至关重要。研究人员针对肺泡上皮细胞，探究机械应力影响其生长和钙内流的机制。发现 10% 机械应力可促进细胞生长和钙内流，这依赖 BDKRB1/Ca2+/CaMKII/MEK1/ERK 轴，为肺疾病研究提供新视角。

　　在人体的呼吸过程中，肺就像一台不知疲倦的 “空气交换机器”，时刻进行着气体交换。肺泡上皮细胞作为肺内的重要组成部分，其正常功能的维持对肺的健康至关重要。然而，机械应力和钙代谢在肺发育和多种肺部疾病中扮演着重要角色，这背后的具体机制却一直是医学研究领域的 “神秘谜题”。此前，虽然已经知道机械应力能影响肺组织细胞的行为，但具体如何影响肺泡上皮细胞的生长和钙代谢，以及 BDKRB1（缓激肽受体 B1）在其中发挥怎样的作用，仍有待探索。为了解开这些谜团，昆明医科大学第二附属医院骨科等机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Respiratory Research》杂志上。

研究人员为了探究机械应力对肺泡上皮细胞生长和钙内流的影响，以及 BDKRB1/Ca²⁺信号在这一过程中的作用，采用了多种关键技术方法。他们利用细胞培养技术获取 RLE - 6TN 大鼠肺泡上皮细胞，并进行分组处理。通过 FX - 5000T 张力系统对细胞施加不同幅度的机械应力。借助流式细胞术、CCK - 8 实验、EDU 染色以及 RT - qPCR 和蛋白质免疫印迹（Western blotting）等技术，从细胞周期、增殖活性、基因和蛋白表达等多个层面展开研究。

研究结果表明：

• 机械应力对 RLE - 6TN 细胞活力、周期和钙内流的影响：研究人员通过 CCK - 8 实验、流式细胞术和 EDU 染色等实验发现，5% 的机械应力对 RLE - 6TN 细胞活力、细胞周期分布和增殖无显著影响；10% 的机械应力处理 12 和 24 小时可显著增强细胞活力、增加 EDU 阳性率和 S 期细胞比例、降低 G1 期细胞比例，同时促进钙内流；15% 的机械应力则抑制细胞增殖，减少细胞活力。这说明适度的机械应力（10%）可促进细胞生长，而过高的机械应力（15%）则产生抑制作用。
• 机械应力激活 RLE - 6TN 细胞中 BDKRB1/Ca²⁺/CaMKII/MEK1/ERK 轴：通过 RT - qPCR 和 Western blotting 实验发现，5% 机械应力对 BDKRB1 和 CaMKIIα/δ 的 mRNA 水平无显著影响，10% 和 15% 机械应力则显著上调这些基因的 mRNA 水平。10% 机械应力还能上调 BDKRB1、CaMKIIα/δ、p - MEK1 和 p - ERK1/2 的蛋白水平，表明 10% 机械应力可激活 BDKRB1/Ca²⁺/CaMKII/MEK1/ERK 轴，这可能是促进细胞生长和钙内流的重要机制。
• BDKRB1 基因敲低限制机械应力诱导的 RLE - 6TN 细胞生长和钙内流：利用慢病毒介导的 RNA 干扰技术敲低 BDKRB1 表达后发现，与 10% 机械应力处理组相比，敲低 BDKRB1 后细胞活力、S 期比例、EDU 阳性率和 Ca²⁺浓度均显著降低，G1 期细胞比例增加。这表明 BDKRB1 在 10% 机械应力促进细胞生长和钙内流的过程中发挥着关键作用，抑制 BDKRB1 可减弱这种促进作用。
• BDKRB1 基因敲低抑制机械应力诱导的 RLE - 6TN 细胞中 Ca²⁺/CaMKII/MEK1/ERK 轴激活：进一步研究发现，敲低 BDKRB1 可显著降低 BDKRB1、CaMKIIα、CaMKIIδ 的 mRNA 和蛋白水平，同时降低 p - MEK1 和 p - ERK1/2 的水平，但对总 MEK1 和 ERK1/2 的 mRNA 和蛋白表达无显著影响。这说明 BDKRB1 的抑制会损害 10% 机械应力对 Ca²⁺/CaMKII/MEK1/ERK 轴的激活作用。

综合研究结果和讨论部分，该研究首次发现 10% 的机械应力能够通过上调 BDKRB1 的表达促进钙内流，进而激活 CaMKII/MEK1/ERK 信号通路，增强肺泡上皮细胞（RLE - 6TN 细胞）的生长。这一发现揭示了一种与钙代谢相关的机械转导机制，为理解机械应力相关的肺部疾病提供了新的理论框架，有助于未来开发针对这些疾病的新治疗策略，对肺部疾病的研究和治疗具有重要的意义。