机械拉伸对血管平滑肌细胞Notch信号及表型的影响：各向异性应变的作用

推荐 为探究血管平滑肌细胞（VSMCs）在机械应变下的表型调控机制，本研究通过比较等双轴与单轴循环应变对Notch信号通路的影响，发现两种应变模式均显著下调Notch3和JAG1表达，并减弱VSMCs的收缩特性。研究表明最大主应变（Emax）是调控Notch信号的关键参数，为理解血管病理生理环境下的机械调控提供了新视角。

　　

论文解读
血管平滑肌细胞（VSMCs）作为血管壁的关键组成部分，在血管生长和重塑过程中通过表型转换发挥重要作用。Notch信号通路因其对机械力的敏感性，成为调控VSMCs表型塑性的重要机制。然而，血管壁内复杂的力学环境如何影响Notch信号及VSMCs表型仍不明确。为解决这一问题，荷兰埃因霍温理工大学的研究团队系统比较了等双轴与单轴循环应变对合成型和收缩型VSMCs的影响，揭示了最大主应变（E_max）在Notch信号调控中的主导作用。研究成果发表于《Integrative Biology》。

研究方法上，团队采用FX-5000^TM张力系统施加0%-15%幅度的循环应变，通过MATLAB脚本量化应变分布，并利用免疫荧光染色和qPCR分析细胞表型及基因表达变化。实验样本为人类冠状动脉平滑肌细胞，分为合成型和收缩型两组，分别添加不同生长因子培养基诱导表型分化。

研究结果表明，等双轴与单轴应变均显著降低收缩型VSMCs的αSMA和calponin蛋白表达，ACTA2和CNN1基因转录水平亦同步下调。Notch配体JAG1及受体NOTCH3的表达在两种应变模式下均显著减少，而NOTCH1和NOTCH2则呈现相反趋势。值得注意的是，所有基因表达变化均与最大主应变（E_max）呈强相关性，表明该参数是决定Notch信号响应的核心指标。此外，尽管基质金属蛋白酶MMP1表达显著升高，但胶原蛋白（COL1A1、COL3A1）水平未受影响，提示机械应变可能通过非胶原途径促进ECM重构。

结论部分强调，等双轴与单轴应变对VSMC表型及Notch信号的调控效果相似，主要差异体现在细胞取向调整而非分子机制层面。最大主应变（E_max）作为统一响应参数，为跨实验条件的数据比较提供了标准化依据。研究不仅深化了对机械力调控VSMC表型机制的理解，更为血管疾病治疗策略开发提供了理论支持。通过揭示Notch信号在机械应变下的动态变化规律，该研究为动脉粥样硬化、动脉瘤等病理状态下的血管重塑干预提供了潜在靶点。

研究的重要意义在于首次系统量化了不同应变模式下Notch信号通路的响应差异，并确立了最大主应变的关键调控地位。这一发现有助于解释临床中机械应力异常导致的血管重构现象，为个性化医疗方案设计提供了实验依据。未来研究可进一步探索三维环境下细胞取向对Notch信号的影响，以及长期机械刺激下表型转换的分子机制。