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背景：钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）是老年人中最常见的瓣膜性心脏病，目前尚无获批的药物治疗可用于预防或延缓其进展。因此，无论采用外科手术还是经导管主动脉瓣植入术（TAVI）进行主动脉瓣置换，仍是重度CAVD唯一有效的治疗方法。单核细胞在推动CAVD炎症反应和疾病进展中发挥重要作用。随着疾病进展及主动脉瓣狭窄程度不断加重，循环单核细胞在被募集至瓣膜组织之前，经过狭窄瓣口时会反复暴露于病理性血流动力学作用力，包括显著升高的剪切应力。然而，这些机械力暴露如何对循环单核细胞进行重编程，并影响其随后在瓣膜内的反应，仍知之甚少。方法与结果：本研究采用主动脉瓣狭窄工程化模型结合磷酸化蛋白质组学分析，探究长期暴露于病理性剪切应力如何重编程循环单核细胞，以及在其募集进入瓣膜基质后如何影响其表型和功能。我们进一步将TAVI作为独特的临床模型，以确定在重度主动脉瓣狭窄患者中恢复生理性血流动力学，是否能够逆转实验模型中观察到的剪切应力诱导的单核细胞表型。我们发现，单核细胞长期暴露于病理性剪切应力可引起蛋白质组和磷酸化蛋白质组图谱的广泛重塑，并富集与细胞代谢、细胞骨架组织及炎症信号传导相关的通路。激酶活性分析进一步发现，蛋白激酶C（PKC）活性升高，并伴随AKT信号传导受抑制。与这些分子变化一致，病理性剪切应力增强了肌动蛋白聚合、线粒体膜电位、细胞内钙信号传导及PKC活性。利用能够重现狭窄主动脉瓣富含糖胺聚糖微环境的生物工程化细胞外基质模型，我们发现，既往暴露于病理性剪切应力会改变单核细胞向巨噬细胞的分化，减少氧化低密度脂蛋白的摄取和泡沫细胞形成，同时促进CD80与CD163共表达，提示形成混合型巨噬细胞表型。最后，利用髓系细胞特异性Piezo1基因敲除小鼠模型，我们确定Piezo1是连接病理性剪切应力与PKC激活、线粒体反应以及单核细胞迁移进入细胞外基质后持续性表型改变的关键机械感受器。结论：这些发现建立了异常瓣膜血流动力学、循环单核细胞的代谢与炎症重编程、细胞外基质重塑以及CAVD进展过程中的免疫失调之间的机制联系，提示单核细胞机械转导及其下游PKC/Piezo1信号通路可能成为潜在的治疗靶点。
背景： 钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）是老年人中最常见的瓣膜性心脏病，目前尚无获批的药物疗法可用于预防或延缓疾病进展。因此，对于重度CAVD，主动脉瓣置换术，包括外科主动脉瓣置换术或经导管主动脉瓣植入术（TAVI），仍是唯一有效的治疗手段。单核细胞在推动CAVD炎症反应和疾病进展中发挥重要作用。随着疾病进展及主动脉瓣狭窄程度不断加重，循环单核细胞在被募集至瓣膜组织之前，经过狭窄瓣口时会反复暴露于病理性血流动力学作用力，包括显著升高的剪切应力。然而，这些机械力的暴露如何对循环单核细胞进行重编程，并进一步影响其在瓣膜内的后续反应，目前仍知之甚少。
方法与结果： 本研究采用主动脉瓣狭窄工程化模型结合磷酸化蛋白质组学分析，探究长期暴露于病理性剪切应力如何重编程循环单核细胞，以及该过程如何影响单核细胞被募集至瓣膜基质后的表型和功能。我们进一步将TAVI作为独特的临床模型，以确定在重度主动脉瓣狭窄患者中恢复生理性血流动力学，是否能够逆转实验模型中观察到的剪切应力诱导的单核细胞表型。我们发现，单核细胞长期暴露于病理性剪切应力可引起蛋白质组和磷酸化蛋白质组图谱的广泛重塑，并富集与细胞代谢、细胞骨架组织及炎症信号传导相关的通路。激酶活性分析进一步显示，蛋白激酶C（PKC）活性增强，同时AKT信号受到抑制。与这些分子变化一致，病理性剪切应力增强了肌动蛋白聚合、线粒体膜电位、细胞内钙信号传导及PKC活性。利用能够重现狭窄主动脉瓣富含糖胺聚糖微环境的生物工程化细胞外基质模型，我们发现，既往暴露于病理性剪切应力会改变单核细胞向巨噬细胞的分化，减少氧化低密度脂蛋白（oxLDL）的摄取和泡沫细胞形成，同时促进CD80与CD163的共表达，提示形成混合型巨噬细胞表型。最后，通过采用髓系细胞特异性Piezo1基因敲除小鼠模型，我们确定Piezo1是连接病理性剪切应力与PKC激活、线粒体反应以及单核细胞迁移至细胞外基质后持续性表型变化的关键机械感受器。
结论： 这些发现揭示了异常瓣膜血流动力学、循环单核细胞的代谢与炎症重编程、细胞外基质重塑以及CAVD进展过程中的免疫失调之间存在机制性联系，并提示单核细胞机械转导及其下游PKC/Piezo1信号通路可能成为潜在的治疗靶点。
作者声明不存在任何利益冲突。
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关键词：单核细胞机械感受 · 磷酸化蛋白质组学 · Piezo1信号通路 · PKC/AKT信号 · 钙化性主动脉瓣疾病 · 巨噬细胞表型重编程
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.06.757199v1?rss=1