胡　鳴(綜述)，洪　莉(審校)

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院婦產(chǎn)科，武漢 430060)

?

肌球蛋白在生物力學(xué)效應(yīng)中的調(diào)控作用

胡鳴△(綜述)，洪莉※(審校)

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院婦產(chǎn)科，武漢 430060)

摘要：細(xì)胞骨架是細(xì)胞內(nèi)機(jī)械力傳遞鏈的一個(gè)組分，肌球蛋白作為細(xì)胞骨架的主要組成蛋白，對細(xì)胞受到外界力作用時(shí)產(chǎn)生的效應(yīng)具有一定的調(diào)控作用，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的肌球蛋白的表達(dá)、結(jié)構(gòu)以及活性發(fā)生改變時(shí)，細(xì)胞的力學(xué)效能也會發(fā)生相應(yīng)的改變，從而影響細(xì)胞的功能以及組織結(jié)構(gòu)的改變。肌球蛋白輕鏈的磷酸化、重鏈各亞型間的轉(zhuǎn)化以及Rho GTP酶信號通路在對細(xì)胞生物力學(xué)效應(yīng)的調(diào)控中起著一定的作用。

關(guān)鍵詞：肌球蛋白；細(xì)胞骨架；機(jī)械力；細(xì)胞生物效應(yīng)；Rho GTP酶

細(xì)胞具有主動(dòng)變形和抵抗被動(dòng)變形的能力[1]，主要表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)外基質(zhì)及細(xì)胞骨架的相應(yīng)改變。細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞中的蛋白纖維網(wǎng)架體系，它能維持細(xì)胞形態(tài)、保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性，也與細(xì)胞信息傳遞密切相關(guān)[2]。肌球蛋白是廣泛存在于生物體細(xì)胞中的一種多功能蛋白質(zhì)[3]。在肌細(xì)胞中，它作為結(jié)構(gòu)和功能蛋白，主要參與肌肉的收縮運(yùn)動(dòng)[4]。細(xì)胞生物力學(xué)效應(yīng)是細(xì)胞對外界力的作用所做出的反應(yīng)性改變，最終導(dǎo)致細(xì)胞的增殖活性等一系列的變化。研究發(fā)現(xiàn)[5]，生物力的傳導(dǎo)鏈?zhǔn)怯杉?xì)胞骨架、黏附斑以及細(xì)胞外基質(zhì)共同構(gòu)成的，因此機(jī)械力傳遞鏈中任一部件的變化都會導(dǎo)細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)的改變，從而使細(xì)胞的功能發(fā)生改變?，F(xiàn)就肌球蛋白結(jié)構(gòu)和功能的研究綜述如下。

1肌球蛋白的結(jié)構(gòu)及功能

肌球蛋白是一種馬達(dá)蛋白，存在于機(jī)體大部分細(xì)胞之中，被認(rèn)為是一種分子發(fā)動(dòng)機(jī)。在肌細(xì)胞中，肌球蛋白是最主要的結(jié)構(gòu)和功能蛋白，為粗肌絲的主要組成成分，以細(xì)肌絲作為運(yùn)行的軌道，參與肌肉的收縮；同時(shí)由于其頭部有ATP結(jié)合位點(diǎn)，它也可以作為一種ATP酶，通過ATP的水解而獲得其參與運(yùn)動(dòng)所需的能量[6]。在非肌細(xì)胞內(nèi)，肌球蛋白則作為細(xì)胞內(nèi)的一種重要的細(xì)胞骨架蛋白，參與細(xì)胞形態(tài)的建成和維持，并為細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)及物質(zhì)的運(yùn)輸?shù)忍峁﹦?dòng)力，參與細(xì)胞的吞噬、吸收等主要的生理過程[7]。

肌球蛋白是一個(gè)六聚體蛋白質(zhì)大分子，由兩條重鏈和兩條輕鏈組成，每條重鏈的N端形成球狀頭部，C端形成一個(gè)長纖維狀的α螺旋尾部，兩條重鏈大部分以雙股α螺旋盤繞，形成長棒狀結(jié)構(gòu)，其N端分別與兩對輕鏈結(jié)合，形成兩個(gè)球狀的頭部和頸部調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域，輕鏈包含有堿性輕鏈和調(diào)節(jié)輕鏈[8]。肌球蛋白含有與肌動(dòng)蛋白、ATP結(jié)合的位點(diǎn)，負(fù)責(zé)產(chǎn)生力。頸部通過同鈣調(diào)素或類似鈣調(diào)素的調(diào)節(jié)輕鏈亞基的結(jié)合來調(diào)節(jié)頭部的活性[9]，尾部則是由余下重鏈部分組成的長桿狀結(jié)構(gòu)。

2細(xì)胞生物力學(xué)效應(yīng)

細(xì)胞對外界或自身力的相應(yīng)反應(yīng)性效應(yīng)，即細(xì)胞生物力效應(yīng)。在骨科、口腔、腫瘤等領(lǐng)域的研究提示組織細(xì)胞力學(xué)特性的改變與疾病的發(fā)生密切相關(guān)[10]。

細(xì)胞作為生命體的基本單元始終處在各種不同的力學(xué)環(huán)境中，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和物理特性對力學(xué)刺激的響應(yīng)規(guī)律是細(xì)胞發(fā)揮其生物學(xué)功能的重要方面。細(xì)胞自身產(chǎn)生的力與外界對細(xì)胞施加的力的改變均會導(dǎo)致細(xì)胞原先產(chǎn)生的生物反應(yīng)改變?，F(xiàn)在新興的學(xué)科，如力學(xué)細(xì)胞生物學(xué)，就是來研究細(xì)胞如何感受力學(xué)刺激(力和變形)，將力學(xué)刺激傳遞和轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號，以及細(xì)胞在力刺激下細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子層次的生物學(xué)響應(yīng)事件及其力學(xué)-化學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制[11-12]。

在生物力學(xué)效應(yīng)的產(chǎn)生中，大分子物質(zhì)起相當(dāng)大的作用。力學(xué)刺激下細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與變形，細(xì)胞間的黏附和聚集，細(xì)胞內(nèi)外力學(xué)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)均需要大分子物質(zhì)參與[13]。存在于細(xì)胞表面及細(xì)胞內(nèi)外的大分子物質(zhì)是完成細(xì)胞生物化學(xué)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其相互作用與組裝動(dòng)力學(xué)及作用力調(diào)控規(guī)律是執(zhí)行其生物學(xué)功能的前提[13]。

因此，在現(xiàn)今的研究中，外力如何作用于細(xì)胞以及細(xì)胞如何感應(yīng)外力刺激并調(diào)控其生物學(xué)行為是細(xì)胞分子生物力學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的主要問題，正常細(xì)胞與病理細(xì)胞力學(xué)特性的差別也為疾病診斷拓展了新的思路[13]。

3肌球蛋白在細(xì)胞生物力學(xué)效應(yīng)中的重要作用

肌球蛋白的改變主要表現(xiàn)為其信使RNA表達(dá)量、蛋白表達(dá)量、肌球蛋白結(jié)構(gòu)及活性的改變，這些改變可能是機(jī)體自身基因改變、機(jī)體受到某些疾病病理改變、外界力的作用等因素所引起的，而這種肌球蛋白的最終改變所致的結(jié)果就是，由其參與組成的細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)的重排以及細(xì)胞形態(tài)的改變，從而導(dǎo)致細(xì)胞功能的改變。

3.1肌球蛋白表達(dá)的改變肌球蛋白在外界機(jī)械力的作用下會發(fā)生表達(dá)的改變，這點(diǎn)已經(jīng)得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。Shyu等[14]分離培養(yǎng)乳鼠的心肌細(xì)胞，并對其進(jìn)行周期性的機(jī)械牽張，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組心肌細(xì)胞肌球蛋白重鏈信使RNA表達(dá)明顯增高。肌球蛋白表達(dá)量的異常會直接導(dǎo)致其功能水平的改變。

3.2肌球蛋白結(jié)構(gòu)的改變很多疾病，如心力衰竭、家族性肥厚性心肌病、糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)或減低，均會導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞內(nèi)肌球蛋白發(fā)生變化。這些變化又會使細(xì)胞骨架發(fā)生相應(yīng)的變化，打破細(xì)胞內(nèi)的自身力的平衡，致使細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)及基因表達(dá)的改變，從而發(fā)生細(xì)胞水平甚至機(jī)體的一系列功能上的變化。在心肌肌球蛋白各種實(shí)驗(yàn)研究中，發(fā)現(xiàn)限制飲食與缺氧會導(dǎo)致肌球蛋白的結(jié)構(gòu)改變。 Haddad等[15]發(fā)現(xiàn)，限制飲食可使大鼠心肌V3肌球蛋白異構(gòu)體增高。Pissarek等[16]構(gòu)建了慢性低氧的大鼠模型，發(fā)現(xiàn)大鼠模型中左、右心室都出現(xiàn)了明顯的由α-肌球蛋白重鏈向β-肌球蛋白輕鏈轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)變化。這些病理?xiàng)l件下，體外模型上的肌球蛋白表達(dá)量和肌球蛋白結(jié)構(gòu)的改變均已得到證實(shí)。

3.3肌球蛋白活性的改變在肌球蛋白的活性方面，研究較多的則是其活性在細(xì)胞張力維持上的作用，也有研究其對細(xì)胞自身運(yùn)動(dòng)的作用[17]。在生物力的傳遞上，肌球蛋白的活性能夠改變細(xì)胞黏著斑黏附狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)控生物力學(xué)效應(yīng)[5]。Blebbistatin是非競爭性肌球蛋白Ⅱ抑制劑，經(jīng)常被用來抑制肌球蛋白Ⅱ的活性。Guha等[18]使用Blebbistatin對細(xì)胞進(jìn)行處理后，定量分析細(xì)胞表觀面積，發(fā)現(xiàn)抑制肌球蛋白Ⅱ會導(dǎo)致細(xì)胞骨架主動(dòng)收縮能力降低, 細(xì)胞外膜剛度降低，從而影響力學(xué)效應(yīng)。

3.4肌球蛋白和生物力學(xué)效應(yīng)的相關(guān)基礎(chǔ)研究內(nèi)源性和外源性的機(jī)械力對細(xì)胞產(chǎn)生的效果是相似的，細(xì)胞結(jié)構(gòu)對機(jī)械力的感知特性主要在于力的大小，而非力的起源部位[5]。這對于機(jī)械力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一定的幫助。因此，不管是細(xì)胞內(nèi)部由肌動(dòng)球蛋白產(chǎn)生的力的改變，還是由于外界力的改變，均會導(dǎo)致細(xì)胞產(chǎn)生異常的生物學(xué)效應(yīng)。

在體內(nèi)，如血管內(nèi)皮細(xì)胞，受到血流的沖擊力作用，正常情況時(shí)，血液產(chǎn)生的力學(xué)作用和內(nèi)皮細(xì)胞自身的力學(xué)作用處于平衡狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生某些病理改變，如動(dòng)脈粥樣硬化時(shí)，血流剪切力發(fā)生異常改變，容易在動(dòng)脈的彎曲處或分叉處形成渦流，這種在方向及力度上發(fā)生了改變的剪切力就會引起內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞骨架的異常重排，甚至直接損傷骨架蛋白，最終損傷內(nèi)皮屏障功能，而導(dǎo)致細(xì)胞功能的改變。

外界因素可以導(dǎo)致肌球蛋白改變，進(jìn)一步引發(fā)細(xì)胞骨架的改變，使機(jī)械力傳遞鏈異常，力學(xué)信號的傳遞發(fā)生改變，最終引起生物力學(xué)效應(yīng)的改變。在細(xì)胞的力傳導(dǎo)過程中，細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2通常將力信號進(jìn)一步整合為生物學(xué)行為信號，當(dāng)整合異常時(shí)，也會導(dǎo)致效應(yīng)的異常。而由各種理化因素所致的細(xì)胞骨架形態(tài)結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)的改變，必然會影響細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)，改變被激活的基因，最終改變其合成的蛋白質(zhì)[10]。Filas等[19]認(rèn)為細(xì)胞骨架形態(tài)結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力是細(xì)胞對外界刺激產(chǎn)生后續(xù)反應(yīng)的基礎(chǔ)，當(dāng)細(xì)胞受到外力刺激、運(yùn)動(dòng)或與細(xì)胞外基質(zhì)黏附時(shí)，原來的力平衡被打破，細(xì)胞骨架重構(gòu)以適應(yīng)外界刺激，建立新的力平衡。實(shí)驗(yàn)顯示，細(xì)胞通過細(xì)胞骨架產(chǎn)生內(nèi)力，在外力施加之前用作維持細(xì)胞骨架之中的力平衡。

3.5肌球蛋白和生物力學(xué)效應(yīng)的相關(guān)臨床研究研究者們在對不同系統(tǒng)疾病的研究中發(fā)現(xiàn)，肌球蛋白在調(diào)控生物力學(xué)效應(yīng)方面具有重要意義。對盆底疾病研究較多的是盆底韌帶組織中的成纖維細(xì)胞，它是合成和分泌細(xì)胞外基質(zhì)并對力產(chǎn)生應(yīng)答的細(xì)胞[20]。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，一定范圍的機(jī)械應(yīng)力可以導(dǎo)致細(xì)胞骨架的重排，并借助第二信使將力學(xué)信號傳遞并轉(zhuǎn)換，最終導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)功能的改變[21]。在心血管疾病的研究中證實(shí)，心肌肥大和心力衰竭時(shí)，肌球蛋白發(fā)生質(zhì)或量的改變，這種改變可能促使代償良好的心臟發(fā)生失代償[22]；在人的心房處于壓力超負(fù)荷時(shí)，心室型肌球蛋白輕鏈1的表達(dá)增加[23]；在擴(kuò)張性心肌病患者的心臟中發(fā)現(xiàn)，肌球蛋白輕鏈2被蛋白酶水解，與ATP酶活性降低有關(guān)；家族性肥厚型心肌病則多是由于肌球蛋白重鏈和肌球蛋白輕鏈突變所致。在泌尿系統(tǒng)疾病中，當(dāng)出現(xiàn)尿路梗阻時(shí)，尿路平滑肌中的收縮蛋白發(fā)生一系列量以及比例的改變[24]，文獻(xiàn)報(bào)道，出現(xiàn)慢性膀胱出口梗阻后膀胱逼尿肌中肌動(dòng)/球蛋白比例也明顯上調(diào)[25]；逼尿肌中肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的表達(dá)與膀胱逼尿肌的功能狀態(tài)密切相關(guān)[26]。

4肌球蛋白調(diào)控生物力學(xué)效應(yīng)的相關(guān)機(jī)制

4.1肌球蛋白輕鏈的磷酸化在受到自身生理病理的改變時(shí)，肌球蛋白輕鏈的磷酸化會發(fā)生改變。王玉珍等[27]觀察大鼠在肝纖維化過程中磷酸化肌球蛋白輕鏈的表達(dá)量變化情況，通過免疫組織化學(xué)和Western blot方法，測量磷酸化肌球蛋白輕鏈在血管壁的表達(dá)，顯示隨著肝纖維化的進(jìn)展，磷酸化肌球蛋白輕鏈蛋白表達(dá)明顯增加。當(dāng)此改變發(fā)生時(shí)，細(xì)胞的生物反應(yīng)性也會相應(yīng)發(fā)生變化，這也可能會加重疾病的進(jìn)程。陳傳莉等[28]也探討了在嚴(yán)重?zé)齻缙?，磷酸化肌球蛋白輕鏈對腸黏膜屏障功能及細(xì)胞緊密連接相關(guān)蛋白變化的作用。結(jié)果顯示，燒傷后大鼠腸黏膜通透性明顯增加，并且燒傷后腸上皮通透性的增加伴隨有緊密連接相關(guān)蛋白的明顯重分布、細(xì)胞緊密連接損害以及腸上皮細(xì)胞磷酸化肌球蛋白輕鏈表達(dá)的增加。這就說明磷酸化肌球蛋白輕鏈可能在嚴(yán)重?zé)齻竽c黏膜屏障功能紊亂及通透性增加的發(fā)生機(jī)制中起著重要的調(diào)控作用。

4.2肌球蛋白重鏈的亞型間轉(zhuǎn)化及量變高麗紅等[29]研究盆底骨骼肌細(xì)胞在受到機(jī)械力刺激情況下肌球蛋白重鏈亞型(肌球蛋白重鏈Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb和Ⅱx)的改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不同受力情況下，MHC亞型之間會發(fā)生轉(zhuǎn)化，如加力強(qiáng)度3%加力時(shí)間6 h機(jī)械力刺激引起肌球蛋白重鏈Ⅱb向肌球蛋白重鏈Ⅱx、Ⅱa、Ⅰ變化；加力強(qiáng)度3%加力時(shí)間24 h、加力強(qiáng)度6%加力時(shí)間6 h和加力強(qiáng)度6%加力時(shí)間24 h機(jī)械力刺激引起肌球蛋白重鏈Ⅰ、Ⅱb向肌球蛋白重鏈Ⅱx、Ⅱa變化。不同亞型之間的轉(zhuǎn)變，會導(dǎo)致盆底骨骼肌細(xì)胞的反應(yīng)性改變。黃順根等[30]進(jìn)行了胰膽管合流異?；純耗懣偣芷交〖∏虻鞍字劓溑c磷酸化肌球蛋白輕鏈20表達(dá)情況的研究，使用免疫組織化學(xué)法觀察發(fā)現(xiàn)胰膽管合流異?；純耗懣偣芷交〖∏虻鞍字劓溑c磷酸化肌球蛋白輕鏈20蛋白表達(dá)增高，該改變可能導(dǎo)致膽總管平滑肌的收縮力代償性增加，說明肌球蛋白重鏈的改變是為了適應(yīng)機(jī)體的病理改變，對細(xì)胞功能有調(diào)控作用。

4.3Rho GTPases信號通路

4.3.1Rho GTP酶家族Rho GTP酶家族是細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一類重要蛋白，主要參與血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性的調(diào)控[31]。它屬于Ras超家族的成員，在胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中也起著作用，參與細(xì)胞增殖、分化、遷移、凋亡等進(jìn)程[32]。在腫瘤的疾病過程中，它主要參與調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白和介導(dǎo)細(xì)胞骨架構(gòu)建來參與腫瘤的惡性轉(zhuǎn)型、生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等各個(gè)方面[33]。Rho GTP酶家族在結(jié)構(gòu)上至少可分為5個(gè)家族：Ras家族、Rho家族、Rab家族、Sarl/Arf家族和Ran家族[34]。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，磷酸化肌球蛋白輕鏈?zhǔn)荝ho信號通路中的一個(gè)重要信號分子，參與信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。

Rho GTP酶參與多種重要的細(xì)胞生命活動(dòng)，如肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的重構(gòu)、細(xì)胞黏附、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、囊泡運(yùn)榆、轉(zhuǎn)錄激活、基因表達(dá)和細(xì)胞周期的調(diào)控等，它通過對肌動(dòng)-肌球蛋白細(xì)胞骨架進(jìn)行調(diào)控而影響細(xì)胞活動(dòng)。Rho家族蛋白是一種重要的細(xì)胞內(nèi)信號分子，以多種信號途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞的行為與功能。由于其強(qiáng)大的細(xì)胞調(diào)節(jié)功能，Rho家族蛋白在各種疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中引起了廣泛關(guān)注[35]。

4.3.2肌球蛋白與Rho GTP酶Rho作為信號調(diào)節(jié)分子聯(lián)系細(xì)胞表面受體與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的組建，在細(xì)胞代謝過程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)Rho GTP蛋白水平改變，活性狀態(tài)改變，效應(yīng)蛋白豐度改變后，出現(xiàn)異常的Rho信號，從而影響細(xì)胞骨架重組[36]。細(xì)胞骨架在參與細(xì)胞活動(dòng)時(shí)，需要有Rho GTP酶的調(diào)節(jié)，Rac主要參與片狀偽足的形成，其中Rac通過其靶蛋白IRsp53(induced ruffling scaffold proteins 53)激活A(yù)rp2/3復(fù)合體，刺激新的肌動(dòng)蛋白聚合[37]。

Rho GTP酶家族是重要的信號通路蛋白，其家族成員是聯(lián)系細(xì)胞膜表面受體和細(xì)胞骨架的關(guān)鍵分子，起著分子開關(guān)的作用，主要調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號對誘導(dǎo)的細(xì)胞骨架的相應(yīng)改變[38]。肌球蛋白作為細(xì)胞骨架的主要組成成分，也受到Rho GTP酶信號通路的調(diào)節(jié)，進(jìn)而對細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控。在對高血壓發(fā)生和發(fā)展的研究中發(fā)現(xiàn)，Rho GTP酶信號通路主要通過磷酸化抑制肌球蛋白輕鏈磷酸酶的活性來增加肌球蛋白輕鏈的磷酸化水平，從而增強(qiáng)平滑肌的收縮力[39]。李濤等[40]在研究缺氧時(shí)血管平滑肌收縮反應(yīng)性與肌球蛋白關(guān)系也發(fā)現(xiàn)，Rho激酶可以通過調(diào)節(jié)肌球蛋白輕鏈的活性來調(diào)節(jié)其磷酸化水平。

5結(jié)語

機(jī)體在病理情況下，如血管受到異常剪切力，肢體受到持續(xù)擠壓力等，會出現(xiàn)細(xì)胞生物力學(xué)效應(yīng)的改變。當(dāng)異常作用力在承受范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)體可通過調(diào)整機(jī)械傳遞鏈的組分，改變細(xì)胞及胞外基質(zhì)的形態(tài)，使細(xì)胞通過此類適應(yīng)性改變來代償外力作用，最終達(dá)到新的細(xì)胞力平衡。當(dāng)細(xì)胞處于持續(xù)較強(qiáng)的力的作用時(shí)，細(xì)胞無法代償，則會引起細(xì)胞骨架的不可逆改變，正常的傳遞鏈被打破，從而影響細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉陽,安美文,李曉娜,等.肌球蛋白Ⅱ在細(xì)胞有絲分裂中的力學(xué)作用[J].醫(yī)用生物力學(xué),2010,25(2):152-156.

[2]郭飛,姚陳果,章錫明,等.細(xì)胞骨架在ns脈沖誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡中的作用[J].高電壓技術(shù),2012,38(1):205-210.

[3]周巾英,倪坤,呂功煊,等.肌球蛋白的結(jié)構(gòu)及工作機(jī)制[J].分子催化,2007,21(3):272-279.

[4]韓英榮,柳輝,展永,等.納米機(jī)器——分子馬達(dá)[J].生物學(xué)通報(bào),2010,45(1):6-9.

[5]Schwartz MA.Integrins and Extracellular Matrix in Mechanotransduction[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2010,2(12):a005066.

[6]陳敦學(xué),史兢,劉希良,等.動(dòng)物肌球蛋白堿性輕鏈研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通訊,2011,22(2):281-285.

[7]Higash-Fujime S,Nakamura A.Cell and molecular biology of the fastest myosins[J].Int Rev Cell Mol Biol,2009,276:301-347.

[8]李東穎,任文君.肌球蛋白結(jié)構(gòu)和功能變化與運(yùn)動(dòng)的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù),2007,11(32):6458-6464.

[9]蘇艷紅,周越,王瑞元,等.運(yùn)動(dòng)與肌球蛋白重鏈研究綜述[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,23(4):328-332.

[10]史亞楠.細(xì)胞骨架重構(gòu)在盆底功能障礙性疾病中的研究進(jìn)展[J].中國醫(yī)師雜志,2013,15(8):1144-1146.

[11]張全有,陳維毅,吳文周,等.細(xì)胞骨架生物力學(xué)進(jìn)展[J].力學(xué)進(jìn)展,2006,36(2):274-285.

[12]季葆華.對細(xì)胞與分子生物力學(xué)中一些挑戰(zhàn)性問題的思考[J].醫(yī)用生物力學(xué),2011,26(3):201-204.

[13]呂守芹,楊帆,龍勉,等.細(xì)胞-分子生物力學(xué)研究進(jìn)展[J].醫(yī)用生物力學(xué),2009,24(2):79-84.

[14]Shyu KG,Chen JJ,Shih NL,etal.Regulation of human cardiac myosin heavy chain genes by cyclical mechanical stretch in cultured cardiocytes[J].Biochem Biophys Res Commun,1995,210(2):567-573.

[15]Haddad F,Bodell PW,McCue SA,etal.Food restriction-induced transformations in cardiac functional and biochemical properties in rats[J].J Appl Physiol (1985),1993,74:606.

[16]Pissarek M,Bigard X,Mateo P,etal.Adaptation of cardiac myosin and creatine kinase to chronic hypoxia:role of anorexia and hypertension[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,1997,41(4):H1690.

[17]楊靜嫻,韓國柱,李淑媛,等.非鈣依賴性調(diào)節(jié)肌球蛋白活性對維持平滑肌張力的影響[J].中國臨床康復(fù),2005,9(6):133-135.

[18]Guha M,Zhou M,Wang Y.Cortical actin turnover during cytokinesis requires myosin Ⅱ[J].Curr Biol,2005,15(8):732-736.

[19]Filas BA,Bayly PV,Taber LA.Mechanical stress as a regulator of cytoskeletal contractility and nuclear shape in embryonic epithelia[J].Ann Biomed Eng,2011,39(1): 443-454.

[20]單淑芝,石彬,趙昕,等.機(jī)械力對盆腔臟器脫垂陰道壁成纖維細(xì)胞的影響[J].實(shí)用婦產(chǎn)科雜志,2011,27(9):665-669.

[21]史亞楠.機(jī)械力對骶韌帶成纖維細(xì)胞骨架的影響[D].石家莊：河北醫(yī)科大學(xué),2013.

[22]王軍,柏樹令.心肌細(xì)胞的骨架系統(tǒng)Ⅲ[J].解剖科學(xué)進(jìn)展,1999,5(1):27-30

[23]Murphy AM.Contractile protein phenotypic variation during deve-lopment[J].Cardiovasc Res,1996,31(Supp1):E25-E33.

[24]李文剛,方強(qiáng),李為兵,等.急性尿潴留大鼠膀胱功能損害與組織結(jié)構(gòu)改變的關(guān)系[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(8):823-825.

[25]徐發(fā)彬,崔學(xué)教,邱云橋,等.廣王不留行醇提物對大鼠慢性膀胱頸梗阻模型逼尿肌肌球蛋白表達(dá)的影響[J].時(shí)珍國醫(yī)國藥,2012,23(3):681-682.

[26]白志明,劉振湘,張沖,等.膀胱出口梗阻后逼尿肌收縮蛋白表達(dá)和膀胱重量的改變[J].中國男科學(xué)雜志,2007,21(8):14-17.

[27]王玉珍,姜慧卿,扈彩霞,等.大鼠肝纖維化過程中肝組織磷酸化肌球蛋白輕鏈表達(dá)增加[J].河北醫(yī)藥,2007,29(4):291-292.

[28]陳傳莉,劉依凌,王裴,等.嚴(yán)重?zé)齻竽c黏膜肌球蛋白輕鏈磷酸化表達(dá)改變及其意義[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(15):1434-1437.

[29]高麗紅,李莉,趙燁,等.盆底骨骼肌細(xì)胞機(jī)械刺激后肌纖維的改變[J].中國藥物與臨床,2013,13(5):552-555.

[30]黃順根,耿佳,汪健,等.肌球蛋白在胰膽管合流異?；純耗懣偣芷交≈斜磉_(dá)的改變[J].中國普通外科雜志,2013,22(8):1043-1048.

[31]高亭,薛隆娟,劉肖珩,等.Rho GTP酶介導(dǎo)剪切力引起的血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性變化[J].國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志,2009,32(3):162-165,176.

[32]Chi X,Wang S,Huang Y,etal.Roles of rho GTPases in intracellular transport and cellular transformation[J].Int J Mol Sci,2013,14(4):7089-7108.

[33]彭小春,魏蕾.Rho GTPases與腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2006,3(4):340-343.

[34]Etienne-Manneville S,Hall A.Rho GTPases in cell biology[J].Nature,2002,420(6916): 629-635.

[35]王艷芬.Rho家族蛋白與纖維化[J].醫(yī)學(xué)新知雜志,2012,22(1):49-52.

[36]姚志紅,唐圣松.Rho GTPase在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞骨架中的作用[J].國際病理科學(xué)與臨床雜志,2009,29(1):20-26.

[37]Tolias KF,Hartwig JH,Ishihara H,etal.Type Iα phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase mediates Rac-dependent actin assembly[J].Curr Biol,2000,10(3):153-156.

[38]吳正蓉,申洪.Rho GTP酶對肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的作用[J].國外醫(yī)學(xué):生理、病理科學(xué)與臨床分冊,2002,22(1):70-72.

[39]尚可,袁展群,劉勇,等.Rho/Rho激酶信號通路與高血壓[J].高血壓雜志,2006,14(4):254-256.

[40]李濤,劉良明,劉建倉,等.Rho激酶調(diào)節(jié)缺氧處理VSMC收縮反應(yīng)性與MLC20磷酸化的關(guān)系[J].中國急救醫(yī)學(xué),2008,28(1):34-38.

The Accommodative Function of Myosin on Cell Biomechanics Effect

HUMing,HONGLi.

(DepartmentofGynecologyandObstetrics,RenminHospitalofWuhanUniversity,Wuhan430060,China)

Abstract:Cytoskeleton is a component of mechanical force transmission chain.As the main protein in forming cytoskeleton in cells, myosin plays a role in regulating the response produced by cells when they are forced by the external force.When the expression,structure and activity of myosin changes,mechanical efficiency of cells will have a corresponding change,thus affecting the cell function and tissue structure.Phosphorylated myosin light chain,transformation of subtypes in myosin heavy chain, and Rho GTPases signaling pathway play important roles in the regulation of cellular biological effects.

Key words:Myosin; Cytoskeleton; Mechanical strain; Cellular biological effects; Rho GTPases

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81270684)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.03.002

中圖分類號：R31

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)03-0387-04

收稿日期：2014-04-23修回日期：2014-08-14編輯：相丹峰