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內皮細胞覆蓋動脈管腔并直接接觸血流，其中動脈直段的脈動切應力（PS）維持內皮穩(wěn)態(tài)，而分叉彎曲處的振蕩切應力（OS）會引發(fā)內皮功能障礙，表現(xiàn)為糖酵解增強、炎癥、增殖及活性氧生成，進而導致動脈粥樣硬化。糖酵解作為內皮主要能量來源，其異常與多種疾病相關，盡管已有研究表明切應力通過 KLF2、HIF-1α 等因子調節(jié)糖酵解，但不同血流模式下的系統(tǒng)調控機制仍不明確。KLF4 和 AMPK 是內皮機械轉導的關鍵分子：KLF4 作為先鋒轉錄因子，在 PS 作用下可激活抗動脈粥樣硬化基因并重塑染色質；AMPK

血管系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)對動脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)病至關重要，血管內皮作為心血管系統(tǒng)的單細胞內襯，直接接觸循環(huán)血液并承受壁面剪切應力，通過響應病理生理刺激維持血管穩(wěn)態(tài)。內皮細胞可感知機械刺激并通過信號轉導影響細胞功能，其功能障礙會導致血管病變，而動脈粥樣硬化更易發(fā)生在血流紊亂區(qū)域，因此了解紊亂血流對內皮功能和基因表達的影響，有助于闡明斑塊形成機制。表觀遺傳改變（包括 DNA 甲基化、組蛋白翻譯后修飾和非編碼 RNA 等）在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用。研究表明，剪切應力可通過 DNA 甲基化和組

腫瘤微環(huán)境中的機械力（剪切應力、張力與應變、固體應力與壓縮）通過影響腫瘤細胞與環(huán)境的相互作用，在轉移級聯(lián)的各個階段（生長、遷移、定植）發(fā)揮作用。整合多力場的模型系統(tǒng)已逐步揭示腫瘤細胞的機械感知機制，而引入時間維度和機械記憶將成為未來研究的重要方向。開發(fā)創(chuàng)新材料與體外系統(tǒng)，是推動癌癥轉移預測與干預研究的核心路徑?；诖?，美國得克薩斯農工大學生物醫(yī)學工程系的研究團隊在APL bioengineering期刊，發(fā)表了題為“Advances in cancer mechanobiology: Metas

細胞衰老是細胞應對 DNA 損傷、氧化應激等亞致死性刺激而進入的性生長停滯狀態(tài)，通過 p53 及 CDK 抑制劑（如 p16、p21）等信號通路調控。該過程在年輕時對胚胎發(fā)育和腫瘤抑制有益，但在老年人群中，衰老細胞的累積會加劇癌癥、心血管疾病等年齡相關性疾病的發(fā)生。血管由內膜、中膜和外膜構成，其中內膜的內皮細胞（ECs）直接接觸血流，在維持血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關鍵作用。機械刺激（如血流紊亂）可誘導內皮細胞衰老，引發(fā) DNA 損傷、活性氧（ROS）升高及促炎因子分泌，導致細胞形態(tài)改變（扁平增大）、一氧化

隨著老齡化問題的加劇，動脈粥樣硬化發(fā)病率逐年上升，而個體衰老伴隨的細胞衰老尤其是血管內皮細胞衰老，已被證實是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展的關鍵因素，且減輕內皮細胞衰老可顯著改善病情。因此，深入探究內皮細胞衰老機制并尋找抗衰老藥物，對開發(fā)心血管疾病新療法、降低疾病負擔具有重要意義。內皮型一氧化氮合酶（eNOS）作為合成一氧化氮（NO）的限速酶，其激活后產生的 NO 可延緩內皮細胞衰老并預防動脈粥樣硬化，但小窩蛋白-1（caveolin-1）與 eNOS 結合抑制其活性的具體機制尚未完全闡明，這仍是該領域的

自噬是一種進化保守且受嚴格調控的細胞過程，通過降解蛋白質、細胞器等成分維持細胞功能，其調控與 ATG 基因激活相關，ULK-Atg17 復合物、mTOR 等參與其中，ATG8/LC3 家族、ATG5 在自噬體形成中起關鍵作用，p62 積累是自噬流受損的標志。自噬功能失調與心血管疾病等多種病理狀態(tài)相關，而氧化應激是自噬的主要誘導因素，ox-LDL 等可誘導自噬并伴隨 mtDNA 損傷，線粒體因缺乏組蛋白保護易受氧化應激影響。剪切應力對血管內皮細胞有代謝和機械雙重作用，與動脈粥樣硬化的局灶性相關。動

骨關節(jié)炎（OA）作為一種常見的退行性關節(jié)疾病，病理機制復雜，涉及軟骨降解、滑膜炎癥、軟骨下骨硬化等多個方面，嚴重影響人類生活質量。但由于對其進展機制缺乏了解，當前治療手段僅能緩解癥狀或延緩進展，晚期需依賴關節(jié)置換手術，因此闡明 OA 發(fā)病的潛在機制對探索創(chuàng)新治療方法至關重要。關節(jié)軟骨作為與外力相關的生物力學部位，其發(fā)病與機械負荷密切相關，生理狀態(tài)下軟骨細胞會承受日?；顒訋淼膽Α兊?，而異常機械過載則可能導致軟骨細胞凋亡、細胞外基質退化，進而引發(fā) OA。其中，流體剪切應力（FSS）是關鍵的生

動脈中的不同血流模式可以改變血管內皮細胞（ECs）的適應性表型，從而影響ECs的功能，并與動脈粥樣硬化（AS）早期病變的發(fā)生直接相關（圖1）。

最近的研究揭示了器官特異性淋巴管功能在心血管疾病、肥胖或影響中樞神經系統(tǒng)的疾病等多種疾病中的重要性。已經證明，機械力有助于內皮細胞的命運決定，并通過促進淋巴網絡的發(fā)芽、發(fā)育、成熟以及協(xié)調淋巴管瓣形態(tài)發(fā)生和淋巴管瓣的穩(wěn)定，在影響淋巴管內皮細胞的形狀和排列方面發(fā)揮關鍵作用。然而，這些過程中涉及的機械信號傳導和機械轉導途徑知之甚少。

血管內膜的內皮細胞（ECs）持續(xù)暴露于局部流體剪切應力的反復變化，毛細血管靜水壓力的變化，以及血管脈動增加期間血管壁拉伸應變的變化。Piezo1 是一種成熟的機械敏感通道，它在機械力的作用下，非選擇性地將Ca2? 從細胞外環(huán)境轉運到內皮細胞的細胞質中。敲除小鼠中的Piezo1基因可降低剪切力引起的細胞內Ca2? 的增加水平，并阻止了ECs對剪切力的形態(tài)學和細胞保護反應。然而， 控制EC適應Piezo1下游剪切應力的信號機制仍然知之甚少。

該研究數據揭示了關于IFNs在人VEC中的炎癥作用的新發(fā)現(xiàn)，顯示了TNF-α在遷移和NOS3下調方面的差異，還描述了多軸剪切流條件可能會增加免疫細胞對炎癥瓣膜內皮細胞的粘附。這項研究提供了新的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)可能與了解疾病的初始炎癥階段有關，并支持將JAK/STAT通路作為CAVD潛在相關途徑的研究。

研究假設PTH1R在初級纖毛中形成信號復合物，這對于骨細胞的機械轉導至關重要，并影響骨細胞-破骨細胞通訊，研究結果提出了一種基于PTH1R動員到初級纖毛的機制，可以解釋PTH或PTH 相關蛋白（PTHrP）聯(lián)合治療機械刺激以保持骨量和質量的治療效果。

慢性靜脈疾病，通常稱為靜脈曲張，其特征是靜脈血回流不足，嚴重的臨床表現(xiàn)包括出血和皮膚潰爛經久不愈。最近的研究報告稱，靜脈曲張與靜脈血栓栓塞和外周動脈疾病的高風險有關。當靜脈暴露于流量較高或血流變化的循環(huán)時，會發(fā)生組織學變化，例如內膜增生、管壁增厚、靜脈內皮標志物丟失和動脈內皮標志物表達。這個過程稱為異常靜脈動脈化。研究表明，隱靜脈的動脈化有助于靜脈曲張的發(fā)病機制。此外，發(fā)現(xiàn)與Notch信號通路相關的動脈內皮標志物，如DLL4、HEY2和ephrin B2，在靜脈曲張中增加。靜脈曲張中功能失調的單