特发性肺纤维化（IPF）是一种进行性间质性肺病，其特征为不可逆的肺结构扭曲、细胞外基质（ECM）过度沉积和肺功能下降[1], [2]。目前的抗纤维化疗法可减缓部分患者的疾病进展，但不能恢复正常的肺结构或消除已建立的纤维化[1], [3], [4]。一个主要挑战是纤维化重塑变得自我维持：受损的上皮和基质区室产生促纤维化信号，而活化的成纤维细胞和肌成纤维细胞沉积基质蛋白，使肺组织硬化并进一步强化成纤维细胞活化[2]。因此，定义连接ECM重塑、机械感知和成纤维细胞持续存在的分子程序对于理解IPF发病机制至关重要。
成纤维细胞在正常和纤维化肺中高度异质。单细胞和空间转录组学研究已鉴定出具有不同解剖定位、转录谱和胶原产生能力的疾病相关成纤维细胞状态[5], [6], [7], [8], [9], [10]。在纤维化成纤维细胞区室中富集的基因中，由POSTN编码的骨膜素已作为一种与肺纤维化密切相关的基质细胞蛋白而崭露头角[11], [12]。POSTN在IPF肺中增加，主要由活化的成纤维细胞谱系细胞产生，并与纤维化重塑和疾病严重程度相关[11]。实验研究进一步表明，骨膜素可以放大转化生长因子-β（TGF-β）依赖性促纤维化信号，而靶向骨膜素或其下游相互作用可以减轻博来霉素诱导的纤维化[12]。这些发现将POSTN定位为不仅是纤维化基质重塑的标志物，也是促纤维化成纤维细胞生态位的一个候选成分和调节因子。然而，POSTN富集的基质程序是否与活化成纤维细胞中增强的机械敏感性信号相关，仍未完全明确。
纤维化基质不是被动的支架。ECM丰度增加、胶原组织改变和组织硬化产生的机械信号维持了成纤维细胞的活化[13], [14]。Yes相关蛋白（YAP）和具有PDZ结合基序的转录共激活因子（TAZ）是这种机械环境的核心转录效应子[13], [14]。在成纤维细胞中，基质硬度促进YAP/TAZ核定位和TEAD依赖性转录，从而支持基质合成、收缩、增殖和存活[14]。YAP/TAZ活性也被认为参与多个细胞区室的肺纤维化，包括成纤维细胞、上皮细胞和免疫相关生态位[14], [15], [16]。然而，在定义的成纤维细胞状态中将纤维化基质信号偶联到YAP/TAZ激活的膜近端机械感受器仍未完全解析。
PIEZO1是一种机械激活离子通道，使细胞能够感知膜张力和机械力[17]。新兴证据表明PIEZO1调节成纤维细胞对拉伸和基质相关信号的应答行为。最近的遗传学研究表明，Postn谱系肌成纤维细胞中的Piezo1与Yap/Taz核定位和肺纤维化相关[18]。这些发现支持了一种模型，即PIEZO1在机械敏感性纤维化成纤维细胞中位于YAP/TAZ的上游。尽管如此，一个整合人类IPF转录组程序、成纤维细胞状态定位、药理学YAP/TEAD抑制和成纤维细胞内源性PIEZO1-YAP信号的框架尚未被系统建立。
在此，我们调查了IPF中POSTN富集的纤维化程序是否与增强的PIEZO1/YAP/TEAD活性相关。我们首先整合了公共bulk肺转录组数据集与单细胞和供体水平伪批量数据，以鉴定人类IPF中可重复的ECM重塑和成纤维细胞活化特征。然后我们检测了该程序是否在博来霉素诱导的肺纤维化中重现，以及维替泊芬——在此作为Yap/TEAD相关转录的药理学抑制剂[19]，但在某些情况下已知会发挥YAP非依赖性效应[20]——是否减轻了纤维化阶段的纤维化重塑。最后，利用TGF-β1刺激的肺成纤维细胞、Piezo1和Yap1敲低、Yap/TEAD报告实验和活性YAP挽救实验，我们检测了Piezo1是否通过Yap/TEAD信号促进促纤维化成纤维细胞活化。总体而言，本研究检验了IPF中POSTN富集的ECM重塑程序与PIEZO1-YAP/TEAD活性之间的关联，同时独立定义了PIEZO1-YAP/TEAD信号对成纤维细胞活化的体内和体外功能贡献。
