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低强度脉冲超声激活PIEZO1抑制肩袖撕裂后肌肉脂肪浸润
作者: 林兴钻
单位: 北京大学第三医院

摘要

肌肉脂肪浸润是来源于纤维性/脂肪前体细胞(FAPs)的常见问题,常在肩袖撕裂(RCT)后发生,影响肩部功能。RCT破坏了肩部的生物力学平衡,减少了施加在肩袖上的机械刺激。机械刺激是否参与了RCT后肌肉脂肪浸润的介导仍不清楚。本研究旨在探讨RCT引起的机械环境变化如何影响肌肉脂肪浸润,并识别潜在的治疗方法。

从RCT和对照组(CTRL)中分离人类和小鼠FAPs,以比较其脂肪生成特性。通过单细胞RNA测序和大规模RNA测序来研究RCT后FAPs过度脂肪生成的机制。通过小分子处理和FAP特异性PIEZO1敲除小鼠来研究PIEZO1对FAP脂肪生成的影响及机制。体外和体内研究了低强度脉冲超声(LIPUS)的抗脂肪生成效果。


我们发现RCT后FAPs的脂肪分化能力增加(与对照组相比增加了1.9倍,p < 0.05)。单细胞RNA测序数据分析和验证实验显示PIEZO1的表达受到抑制,实时qPCR和西方印迹证明了这一点(与对照组相比减少了2.9倍,p < 0.01,和3.4倍,p < 0.01)。PIEZO1缺失后,FAPs的PPARG表达增加,脂肪生成能力增强(与对照组相比增加了1.7倍,p < 0.01,和2.3倍,p < 0.01)。通过小分子处理和PIEZO1 KO小鼠评估证实了PIEZO1介导的通过ERK/KLF4信号通路的抗脂肪生成作用。LIPUS能够重新激活PIEZO1,减轻体外FAPs的脂肪生成,并改善RCT后的肌肉脂肪退化(与对照组相比减少了3.0倍,p < 0.001),同时促进肩部功能的改善。

我们的研究发现,PIEZO1表达的下调通过抑制ERK/KLF4信号通路,促进了RCT后FAPs脂肪生成能力的增强。低强度脉冲超声(LIPUS)可以通过上调PIEZO1的表达来减轻FAPs的过度脂肪生成,缓解肌肉脂肪浸润,并改善RCT后的肩部功能。

关键词: 低强度脉冲超声,PIEZO1,肩袖撕裂,脂肪浸润
来源:2025中国康复医学会综合学术年会暨康复医疗产业博览会