機(jī)械牽張刺激（Mechanical Stretch or Tension）是指對(duì)細(xì)胞施加物理力，模擬體內(nèi)組織所受到的拉伸或張力變化。這種刺激在多種生物學(xué)過程中起著重要作用，包括組織發(fā)育、傷口愈合、以及疾病的發(fā)生發(fā)展，如纖維化、動(dòng)脈粥樣硬化和腫瘤進(jìn)展等。以下是機(jī)械牽張刺激后細(xì)胞可能發(fā)生的變化：

  1. 細(xì)胞形態(tài)變化：

    • 細(xì)胞可能會(huì)延長(zhǎng)或變得更扁平，以適應(yīng)施加的機(jī)械力。

  2. 細(xì)胞骨架重組：

    • 細(xì)胞內(nèi)的微管、微絲和其他細(xì)胞骨架成分可能會(huì)重新排列，以響應(yīng)外部的機(jī)械力。

  3. 細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)激活：

    • 機(jī)械力可以激活細(xì)胞表面的機(jī)械敏感受體，如整合素和PIEZO1等，進(jìn)而觸發(fā)下游的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。

  4. 基因表達(dá)改變：

    • 機(jī)械牽張可以引起特定基因的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，影響細(xì)胞的功能和行為。

  5. 細(xì)胞增殖和遷移：

    • 機(jī)械力可以促進(jìn)細(xì)胞的增殖和遷移，這在傷口愈合和組織再生中尤為重要。

  6. 細(xì)胞凋亡：

    • 在某些情況下，過度或不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械牽張可能導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

  7. 細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解：

    • 機(jī)械牽張可以影響細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的合成和降解，改變組織的力學(xué)性質(zhì)。

  8. 炎癥反應(yīng)：

    • 機(jī)械力可能誘發(fā)炎癥因子的釋放，引起局部或全身的炎癥反應(yīng)。

  9. 細(xì)胞分化：

    • 在干細(xì)胞和祖細(xì)胞中，機(jī)械牽張可以影響其分化方向。

  10. 代謝變化：

    • 機(jī)械牽張可以影響細(xì)胞的代謝途徑，如糖酵解和氧化磷酸化。

  11. 細(xì)胞功能的改變：

    • 例如，在血管內(nèi)皮細(xì)胞中，機(jī)械牽張可以增加血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）的表達(dá)，促進(jìn)血管生成。

  12. 機(jī)械記憶：

    • 一些細(xì)胞能夠“記憶"過去的機(jī)械刺激，并對(duì)后續(xù)的刺激做出不同的響應(yīng)。

在生物醫(yī)學(xué)研究中，機(jī)械牽張刺激常被用于研究細(xì)胞的力學(xué)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，以及開發(fā)新的治療策略，特別是在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。