可见光介导的局部基质交联调控肺上皮细胞机械感知与功能：早期肺纤维化研究新模型

研究人员通过可见光诱导交联技术，开发了离体小鼠和人类肺组织的局部硬化方法，模拟早期肺损伤病变。该研究揭示了局部细胞外基质(ECM)交联通过增强肺泡上皮细胞机械感知(mechanosensing)、分化及新生蛋白(nascent protein)沉积，驱动早期纤维化进程。抑制细胞骨架张力、机械敏感信号通路或整合素(integrin)结合可逆转这些表型，为疾病建模提供新思路。

　　

在生命组织微环境中，细胞外基质(ECM)通过力学信号调控细胞命运。纤维化晚期特征——如异常蛋白沉积、致密化和交联增加——常导致器官功能障碍。虽然生物材料已广泛用于模拟纤维化基质的力学特性，但受限于原生微环境复现难度，纤维化起始机制研究长期滞后。

这项突破性研究采用可见光光化学技术，在离体小鼠和人类肺组织中实现ECM蛋白的局部交联与硬化。通过上皮细胞谱系示踪发现，这种处理模拟的早期纤维化病变显著增强肺泡上皮细胞的机械感知(mechanosensing)能力，促进其分化并加速新生蛋白(nascent protein)沉积重塑。有趣的是，当抑制细胞骨架张力、阻断机械敏感信号通路(Piezo1/TRPV4等)或干扰整合素(integrin)结合时，上皮细胞铺展和分化表型明显减弱。

该成果首次阐明局部ECM交联通过力学-生物学耦合机制驱动早期纤维化的过程，不仅为离体疾病建模提供创新工具，其可见光介导的微环境调控策略更可拓展至其他组织研究。研究揭示的机械敏感信号通路与整合素协同作用机制，为开发靶向早期纤维化的干预策略指明新方向。