Piezo1通过蛋白激酶C激活红细胞一氧化氮合酶：糖尿病状态下活性增强的机制研究

为解决心血管疾病中一氧化氮(NO)生物利用度降低的难题，马里兰大学研究团队揭示了机械敏感通道Piezo1通过不同机制激活红细胞(RBC)和内皮细胞eNOS（内皮型一氧化氮合酶）的关键差异。研究发现RBC中Piezo1-Ca2+-PKC通路驱动eNOS-Ser1177磷酸化，而内皮细胞依赖Akt通路；糖尿病患者的RBC表现出异常增强的eNOS激活，为靶向治疗血管功能障碍提供新思路。

　　

心血管健康的核心调控分子一氧化氮(NO)长期被认为仅由血管内皮细胞产生，但近年研究发现红细胞(RBC)也能通过内皮型一氧化氮合酶(eNOS)生成NO。这一发现颠覆了传统认知，却也带来新的科学谜题：缺乏细胞器的成熟红细胞如何调控eNOS活性？尤其在糖尿病等代谢性疾病中，血管NO生物利用度下降与RBC功能异常的关联机制更是未解之谜。

美国马里兰大学菲谢尔生物工程系（Fischell Department of Bioengineering, University of Maryland）的Gurneet S. Sangha团队在《Mechanobiology in Medicine》发表的研究，首次揭示了机械敏感离子通道Piezo1通过截然不同的信号通路激活RBC与内皮细胞eNOS的分子机制。研究人员发现，在RBC中Piezo1通过蛋白激酶C(PKC)而非经典Akt通路驱动eNOS-Ser1177位点磷酸化；而糖尿病患者的RBC表现出反常的eNOS激活增强现象，这可能是对代谢紊乱的代偿反应。该研究为理解循环系统中NO的双重来源调控提供了全新视角，也为糖尿病血管并发症的治疗提供了潜在靶点。

研究采用多组学技术策略：通过Western blot定量分析RBC和内皮细胞eNOS磷酸化水平；使用特异性激酶抑制剂/激动剂（如PKC抑制剂G?6983、Akt激动剂SC79）解析信号通路；通过Fluo-4钙离子荧光成像验证Piezo1-Ca²⁺耦合机制；纳入12例糖尿病患者与健康对照的RBC进行转化医学研究。

Piezo1刺激通过Ca²⁺依赖性机制激活RBC和内皮细胞eNOS
实验显示Piezo1激动剂yoda1使RBC的eNOS-Ser1177磷酸化增强10倍，而内皮细胞除5.3倍Ser1177磷酸化外，还伴随Thr495位点去磷酸化。这种差异提示两种细胞的eNOS调控存在本质区别。

Piezo1激活RBC eNOS依赖PKC而非Akt通路
激酶谱分析发现yoda1处理使RBC中PKC磷酸化增加2倍，Erk1/2增加8倍，而Akt无变化。功能实验证实PKC激动剂PMA可模拟yoda1效应，抑制剂Bis I则完全阻断eNOS激活，且该过程不影响Ca²⁺内流。

糖尿病改变RBC的Piezo1-PKC-eNOS调控网络
糖尿病组RBC的yoda1诱导eNOS-Ser1177磷酸化达健康组的3.5倍（19倍vs 5.5倍），但PKC磷酸化增幅反而降低。PKC抑制剂仍能阻断该过程，提示糖尿病可能使PKC亚型从α型转向ζ型。

讨论部分指出，该研究首次阐明RBC通过PKC特异性通路响应机械刺激产生NO的机制，突破了对无核细胞信号转导能力的传统认知。糖尿病状态下eNOS激活增强可能是药物（如GLP-1受体激动剂）或代谢应激的代偿反应。未来可通过靶向PKC亚型或利用RBC作为NO递送载体，开发心血管疾病的新型治疗策略。研究局限性包括化学激活与生理剪切力的差异，以及糖尿病异质性对结果的影响，这为后续研究指明方向。