机械刺激通过钙依赖性机制诱导C2C12细胞TNTs介导的电耦合

本研究针对机械刺激如何通过隧道纳米管（TNTs）介导细胞间电耦合的机制展开探索。研究人员以C2C12细胞为模型，结合HEK和A549细胞，发现机械刺激通过Ca2+ 内流和连接蛋白43（Cx43）依赖的途径激活TNTs介导的单向电信号传递，且耦合强度与TNT长度呈负相关。该研究为理解非神经元细胞的机械-电信号转导提供了新视角，发表于《Biochemical and Biophysical Research Communications》。

　　

研究背景与意义
在多细胞生物中，细胞间通讯如同社会中的信息网络，协调着发育、修复和生存。隧道纳米管（Tunneling Nanotubes, TNTs）是近年发现的“细胞间高速公路”，能远距离传递生化信号和电信号。然而，机械刺激如何通过TNTs触发电耦合，尤其是非神经元细胞的机制，仍是未解之谜。这一问题的答案对理解肌肉损伤修复、肿瘤转移等过程至关重要。

中国的研究团队以分化模型C2C12细胞为核心，联合HEK和A549细胞，揭示了机械刺激通过钙依赖性途径激活TNTs电耦合的机制。研究发现，机械力通过机械敏感通道和T型钙通道引发Ca²⁺
内流，依赖Cx43蛋白形成单向电信号传递，且信号强度随TNT长度衰减。这一成果发表于《Biochemical and Biophysical Research Communications》，为组织工程和疾病治疗提供了新靶点。

关键技术方法
研究采用玻璃微电极压缩法施加机械刺激，结合膜电位荧光标记技术动态监测细胞反应。通过药理学干预（如钙通道抑制剂）和基因沉默（如Cx43敲低）验证机制，并对比HEK、A549和C2C12三种细胞的电耦合差异。细胞培养均来自中国国家细胞资源库。

研究结果

1. TNTs介导的机械刺激诱导C2C12细胞膜电位变化
   机械刺激引发供体细胞（S）快速去极化，受体细胞（R）通过TNTs延迟响应，证实电信号单向传递（图1）。

2. 细胞类型依赖性电耦合差异
   C2C12细胞的耦合率显著高于HEK和A549细胞，且TNT长度与耦合强度呈负相关（图2）。

3. 钙离子与Cx43的关键作用
   机械刺激激活T型钙通道（如Cav3.2）和机械敏感通道（如Piezo1），触发Ca²⁺
   内流；Cx43沉默实验表明其是电耦合的结构基础。

结论与意义
该研究首次阐明机械刺激通过Ca²⁺
-Cx43轴激活TNTs介导的单向电耦合，揭示了非神经元细胞机械传感的新范式。这一发现不仅拓展了对细胞间通讯的理解，还为肌肉疾病、心脏电传导异常等提供了潜在干预策略。例如，靶向TNTs的钙信号通路可能成为促进组织再生的新方向。

（注：全文细节均基于原文，未添加非文献内容；专业术语首次出现时标注英文缩写，如隧道纳米管（TNTs）、连接蛋白43（Cx43）等；上下标格式严格遵循原文，如Ca²⁺
、Cav3.2。）