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地磁场（GMF）是一种持续存在的环境因素，会影响生物过程。地磁场暴露减弱可改变细胞过程，但其对细胞机械转导及细胞对机械刺激的响应能力的影响仍知之甚少。本研究构建了一种体外平台，将可编程单轴拉伸装置与坡莫合金屏蔽室相结合，从而能够独立调控机械拉伸和磁场暴露。我们以C2C12成肌细胞为研究对象，评估培养条件和周期性拉伸参数，以确定一种能够促进机械敏感性转录共激活因子Yes相关蛋白（YAP）核定位的方案。随后，我们比较了地磁场（GMF）和弱磁场（HMF；约5 nT）条件下细胞及细胞核的形态，以及YAP的核质分布，并考察有无周期性拉伸的影响。在静态条件下，弱磁场暴露增大了细胞和细胞核面积，促进细胞核延长，降低细胞核圆度，并减少核内YAP水平。在两种磁场条件下，周期性拉伸均诱导细胞核沿垂直于拉伸方向排列，但未显著改变细胞或细胞核面积，也未显著影响细胞核延长。值得注意的是，在地磁场和弱磁场条件下，周期性拉伸均增加了YAP的核定位；对于弱磁场暴露的细胞，这使其核内YAP水平恢复至与地磁场条件下接受拉伸的细胞相当。上述结果表明，C2C12成肌细胞在弱磁场条件下仍能响应机械刺激，且周期性拉伸可抵消弱磁场相关的核内YAP定位降低。本研究平台为进一步探究磁场和机械线索如何协同调控成肌细胞提供了基础。行为。
机械牵张抵消低磁场诱导的 C2C12 成肌细胞 YAP 核定位变化 | bioRxiv
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机械牵张抵消低磁场诱导的 C2C12 成肌细胞 YAP 核定位变化
Joyce Z Yang，
Sachin Kaluarachchi，
Kun Man，
Gnana Kushal Raju Adidam，
Kaavya Akula，
Antonio Woollard，
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Kai Wang
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758941
Joyce Z Yang¹
美国德克萨斯州弗里斯科市 Stonebrook Pkwy 3003 号，Rick Reedy 高中，邮编 75034；
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Sachin Kaluarachchi²
美国德克萨斯州丹顿市北德克萨斯大学生物医学工程系，邮编 76207；
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Kun Man³
美国马萨诸塞州查尔斯敦市 Spaulding 康复医院物理医学与康复科，邮编 02129；
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Gnana Kushal Raju Adidam²
美国德克萨斯州丹顿市北德克萨斯大学生物医学工程系，邮编 76207；
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Kaavya Akula³
美国马萨诸塞州查尔斯敦市 Spaulding 康复医院物理医学与康复科，邮编 02129；
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Antonio Woollard⁴
美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学物理与天文学系，邮编 15260
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Kai Wang
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美国马萨诸塞州查尔斯敦 02129，Spaulding 康复医院物理医学与康复科；
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通讯作者：
kwang36{at}mgh.harvard.edu
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摘要
地磁场（GMF）是一种持续存在的环境因素，会影响生物过程。地磁场暴露减少可改变细胞过程，但其对细胞机械转导以及细胞对机械刺激的响应能力的影响仍知之甚少。在本研究中，我们开发了一种体外实验平台，将可编程单轴拉伸装置与坡莫合金屏蔽室相结合，从而能够独立调控机械拉伸和磁场暴露。我们使用 C2C12 成肌细胞评估培养条件和周期性拉伸参数，以确定一种能够促进机械敏感性转录共激活因子 Yes 相关蛋白（YAP）定位于细胞核内的方案。随后，我们比较了地磁场（GMF）和弱磁场（HMF；约 5 nT）条件下、有无周期性拉伸时的细胞及细胞核形态，以及 YAP 在细胞核与细胞质中的定位情况。在静态条件下，HMF 暴露增加了细胞和细胞核的面积，促进细胞核伸长，降低了细胞核圆度，并减少了细胞核内 YAP 水平。在两种磁场条件下，周期性拉伸均诱导细胞核沿垂直于拉伸方向排列，但未显著改变细胞或细胞核面积，也未显著影响细胞核伸长。重要的是，周期性拉伸增加了 YAP 在细胞核内的定位。
在 GMF 和 HMF 条件下均观察到这一现象；在暴露于 HMF 的细胞中，机械牵张使其恢复至与 GMF 条件下受牵张细胞相近的水平。这些发现表明，C2C12 成肌细胞在 HMF 条件下仍对机械刺激保持响应，且周期性牵张能够抵消 HMF 相关的 YAP 核定位降低。本研究平台为探究磁场和机械刺激如何共同调节成肌细胞行为奠定了基础。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息声明
Schoen Adams 研究所 Spaulding 康复医院肌肉骨骼修复发现中心
美国国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤病研究所，R21AR083039
版权
本预印本的版权归作者／资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议开放获取。
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发布于 2026 年 10 月 20 日。
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机械牵张抵消
低磁场诱导的 C2C12 成肌细胞 YAP 核定位变化
Joyce Z Yang、Sachin Kaluarachchi、Kun Man、Gnana Kushal Raju Adidam、Kaavya Akula、Antonio Woollard、Kai Wang
bioRxiv
2026.10.13.758941
DOI：https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758941
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机械拉伸可抵消低磁场诱导的 C2C12 成肌细胞 YAP 核定位变化
Joyce Z Yang、Sachin Kaluarachchi、Kun Man、Gnana Kushal Raju Adidam、Kaavya Akula、Antonio Woollard、Kai Wang
bioRxiv
2026.10.13.758941
DOI：https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758941
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关键词：弱磁场暴露 · 周期性机械拉伸 · YAP核定位 · C2C12成肌细胞 · 机械转导
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758941v1?rss=1