内质网应激诱导的PERK/TFEB级联反应在颅缝扩张过程中时序调控线粒体动态平衡的机制研究

本研究针对颅缝扩张治疗后骨组织再生不足导致的复发问题，揭示了机械力通过内质网(ER)应激激活PERK/TFEB信号通路，时序调控线粒体生物发生(PGC-1α)与线粒体自噬(mitophagy)的新机制。该发现为优化颅面畸形矫形治疗提供了靶向干预策略，发表于《Bone Research》。

　　

颅面畸形矫治中，机械扩张疗法常面临骨再生不足导致的复发难题。传统观点认为钙离子流介导ER-线粒体通讯，但四川大学华西口腔医院团队在《Bone Research》发表的研究颠覆了这一认知，揭示ER应激通过PERK磷酸化而非钙流激活TFEB转录因子，像"双阶段开关"般时序调控线粒体动态——先促进生物发生满足能量需求，后启动自噬清除受损线粒体。这一发现为临床预防复发提供了精准干预靶点。

研究采用多维度技术：建立小鼠颅缝扩张-复发模型模拟临床过程；通过活细胞成像追踪ER-线粒体共定位；利用CUT&RUN-qPCR解析TFEB转录调控；结合药物干预（GSK2606414抑制PERK、MA-5激活线粒体自噬）验证机制；采用微CT量化骨再生效果。

结果部分
Increased mitochondrial biogenesis and mitophagy contributed to maintain the oxidation balance under stretch
机械拉伸使间充质干细胞(MSCs)的活性氧(ROS)呈双相变化，6小时达峰后24小时回落。线粒体数量（TOMM20标记）和分裂标志物(DRP1/FIS1)同步增加，伴随线粒体自噬蛋白Parkin/PINK1上调。抑制分裂剂Mdivi-1会削弱抗氧化能力，证实线粒体动态平衡是维持氧化稳态的关键。

Enhanced ER stress as a key driver of mitophagy in response to mechanical stretch
电镜显示拉伸24小时后ER扁平化并与线粒体紧密接触。ER应激抑制剂4-PBA不仅逆转线粒体形态改变（从杆状恢复为管状），还阻断自噬标志物LAMP1-TOMM20共定位，证实ER应激是机械力传导的上游信号。

P-PERK activation rather than Ca²⁺ channel activated mitophagy under stretch
虽然机械力增强ER-线粒体钙流（IP3R介导），但钙通道抑制剂2-APB不影响抗氧化能力。特异性抑制PERK磷酸化(GSK处理)则显著抑制线粒体分裂和LAMP1-LC3II自噬体形成，证明PERK是ER-线粒体信息传递的核心介质。

Temporal changes in mitochondrial biogenesis and mitophagy during cranial suture expansion and relapse
动物实验揭示颅缝扩张期线粒体数量激增（PGC-1α激活），而保留期通过TFEB启动自噬使线粒体回落。复发时自噬受阻导致线粒体堆积，伴随成骨标志物SP7减少。凝胶MA载药系统证实：早期用PGC-1α抑制剂SR-18292阻断线粒体增殖，后期用自噬激活剂MA-5可缓解复发相关的骨丢失。

结论与意义
该研究首次阐明机械力通过ER应激/p-PERK/TFEB轴时序调控线粒体生命周期的"双阶段模型"：扩张期增强生物发生满足MSCs能量需求，重塑期启动自噬保障线粒体质量。临床转化方面，靶向干预线粒体自噬（如MA-5）可减少复发，为颅面矫形提供"力学-代谢"协同治疗新策略。理论层面，突破传统钙流学说，确立PERK磷酸化在机械力传导中的核心地位，为理解细胞力学感知机制开辟新视角。