הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר מחקר

פיזו1 מקדם עיצוב מחדש של ECM סקלרלי באמצעות התמיינות מכנית של פיברובלסטים הנגרמת על ידי עיוות

156 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/71340

⸱

11 באוגוסט 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Ophthalmology and Visual Science, Eye and ENT Hospital, Shanghai Medical College, Fudan University, 2NHC Key Laboratory of Myopia, Chinese Academy of Medical Sciences, and Shanghai Key Laboratory of Visual Impairment and Restoration, Fudan University, 3Department of Ophthalmology, Children's Hospital of Fudan University, National Children's Medical Center, 4Department of Ophthalmology, Shanghai Eye Diseases Prevention and Treatment Center, Shanghai Eye Hospital, Tongji University School of Medicine, 5Jinfeng Laboratory, 6Department of Cell Biology, Zunyi Medical University, 7Shanghai Nineth People's Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, 8State Key Laboratory of Medical Neurobiology and MOE Frontiers Center for Brain Science, Institutes of Brain Science, Fudan University

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

מחקר זה משלב מודל יתר לחץ דם עיני בעכברוש עם ניסויים במאמץ מכני חוץ-גופית, אגוניסטים/מעכבים ו-siRNA בפיברובלסטים סקלרליים אנושיים, כדי להראות כי ביטוי פיזו1 מוגבר במהלך עיצוב מחדש של מטריצה חוץ-תאית סקלרלית ומעורב פונקציונלית בהבדלות מיופיברובלסטים.

תקציר

התמיינות מיופיברובלסט הנגרמת על ידי מאמץ מכני היא מנגנון מרכזי העומד בבסיס עיצוב מחדש של מטריצת סקלרלית חוץ-תאית (ECM) בגלאוקומה. עם זאת, ההמרה של עיוות מכניים לאותות ביוכימיים בתוך פיברובלסטים סקלרליים נותרה לא מוסברת כראוי. מחקר זה ביקש לחקור את תפקידו של פיזו1 בהתרבות ובהתמיינות תאית, בהקשר של התמיינות מיופיברובלסט הנגרמת על ידי מאמץ מכני במהלך שיפוץ ECM סקלרלי. עיצוב המחקר משלב תצפיות ביטוי in vivo מתוך מודל לחץ דם עיני עכברוש בן שבוע עם בדיקות מכניות במבחנה באמצעות מתיחה מכנית מחזורית (10% ב-0.5 הרץ עד 24 שעות) ומודולציה פרמקולוגית של Piezo1 (אגוניסט Yoda1, מעכב GsMTx4, ו-siRNA knockdown) בפיברובלסטים ראשוניים של בני אדם (תאי HSF). הממצאים שלנו מראים שפיזו-1 מתבטא ברקמת סקלרל ובתאי HSF. בזרוע ה-in vivo, נצפתה עלייה משמעותית ברמות חלבוני Piezo1 בסקלרה של חולדות עם יתר לחץ דם בעיניים לאחר שבוע, מה שהתרחש במקביל לביטוי מוגבר של קולגן מסוג I (COL1) ואקטין α-חלק (α-SMA). בניסויים במבחנה, מתיחה מכנית (8–24 שעות) הגבירה את ביטוי פיזו1 בתאי HSF. יתרה מזאת, הפעלה של פיזו1 עם Yoda1 (24 שעות) הקלה על התרבות תאי HSF והגבירה את הביטוי של α-SMA ו-COL1. לעומת זאת, הפלה או עיכוב של פיזו1 דיכאה את ביטוי COL1 ופגעה בהבדלה של המיופייברובלסט תחת עומס מכני. בנוסף, הפעלת פיזו1 הובילה לעלייה בביטוי חלבון המשויך ל-Yes (YAP), בעוד שביטוי YAP המושרה על ידי מאמץ מכני פחת עם הפלת או עיכוב פיזו1. לסיכום, ממצאינו מצביעים על כך שפיזו-1 ממלא תפקיד בביטוי מכני של רכיבים מרכזיים של ECM בסקלרה בהקשר של גלאוקומה, וייתכן שייצג מטרה טיפולית פוטנציאלית הדורשת אימות נוסף בתוך החיים.

מבוא

גלאוקומה היא גורם מוביל לעיוורון בלתי הפיך, המאופיין בהדרדרגה של תאי גנגליון רשתית (RGCs) ואקסונים של ראש עצב הראייה (ONH), ומשפיעה על 76 מיליון אנשים ברחבי העולם בשנת 2020. לחץ תוך-עיני גבוה (IOP) הוא גורם הסיכון הגדול ביותר לגלאוקומה3, והפחתת IOP היא כיום האפשרות היחידה הזמינה לעכב התפתחות והתקדמות גלאוקומה4. ה-ONH, המבנה שבו אקסוני ה-RGC יוצאים מהעין, הוא אתר הנזק העיקרי בגלאוקומה. העלאת ה-IOP גורמת למתח מכני ולהזיזה ב-ONH, מה שמוביל לניוון של אקסוני ה-RGC בתוך הקריברוסה הלמינרית (LC), ובסופו של דבר מוביל לנוירופתיה אופטית גלאוקומית 5,6.

הסקלרה הפריפפילרית (PPS) היא הרקמה הנושאת העיקרית של ה-ONH, כאשר התכונות המכאניות של PPS קובעות את תגובת ה-ONH לעיוות מכנימושרה IOP 7,8. מודלים של אלמנטים סופיים ומחקרים אקס ויבו אישרו כי המתיחה הביומכנית של LC נשענת על קשיחות סקלרלית, וקשיחות PPS מוגברת תורמת להפחתת העיוות ב-LC 9,10. לאחר מכן, השונות בנוקשות11,12 ובעובי13 של PPS יכולים לשנות את התכונות הביומכניות הקשורות ל-IOP של ה-ONH, ולשנות עוד יותר את הרגישות לנזק לעצב הראייה גלאוקומטי14,15. במחקרים ביומכניים, הקשיחות העינונית של הסקלרה הגלאוקומטית הייתה גבוהה יותר מהסקלרה הרגילה בעיניים לאחר המוות 16,17, והתקשות פריפפילרית נצפתה בעקביות הן בגלאוקומה אנושית והן במודלים ניסיוניים של בעלי חיים 18,19,20. נתונים אלו מצביעים על כך שהידוק הסקלרה עשוי להיות תגובה מגוננת באמצעות ירידה בעיוות ה-ONH המושרה על ידי IOP במהלך גלאוקומה.

המאפיינים הביומכניים של רקמת הסקלרה הם תוצאה של הרכב המטריצה החוץ-תאית שסונתזה על ידי פיברובלסטים21. עדויות עדכניות מצביעות על כך שמאמץ מכני הנובע מעלייה ב-IOP מסוגל להפעיל פיברובלסטים סקלרליים השוכנים בתוך הסקלרה22, לקדם התמיינות מיופיברובלסט23 ולגרום לשחזור ECM 24,25. הטרנספורמציה המכנית של מיופיברובלסט המושרה על ידי עיוות מכנית היא תהליך מרכזי במהלך עיצוב מחדש של ECM סקלרלי בגלאוקומה, אך לא ברור כיצד המאמץ המכני מומר לאותות ביוכימיים ותגובות תאיות בפיברובלסטים סקלרליים.

פיזו1 הוא חבר במשפחה חדשה וייחודית של תעלות מכאנוסנסיטיביות קטיוניות לא סלקטיביות, המעורבת בפיברוזיס של מספר איברים, כולל עור לב וריאות26,27. מתח מכני יכול להפעיל את תעלות פיזו1 התאיות ולגרום לזרם מוגבר של Ca2+ ב-28, ובכך איתות תלוי סידן לוויסות מגוון פעילויות תאיות, כולל התפשטות, תנועתיות והבחנה של פיברובלסטים29,30. מחקרים עדכניים הראו כי תחת לחץ מכני, פיזו1 מקדם תהליכים פיברוטיים בעור על ידי גירוי התרבות פיברובלסטים, תנועתיות והבחנה31. מחקר זה כולל שני מרכיבים משלימים: מחקר תיאורי ב-vivo של ביטוי פיזו1 במודל יתר לחץ דם עיני בעכברוש, ומחקר מכני במבחנה המשתמש בפיברובלסטים ראשוניים של סקלרל אנושי תחת מאמץ מכני מחזורי. השענו שמתח מכני מפעיל את פיזו1, שמקדם התמיינות מיופיברובלסטים וביטוי רכיבי ECM בפיברובלסטים סקלרליים, ייתכן באמצעות איתות YAP.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

עכברי ספרג-דולי זכרים (בני 8 שבועות) נאספו ממרכז בעלי החיים הניסיוניים של בית החולים לילדים של אוניברסיטת פודן. כל העכברים היו במצב חופשי והוחזקו בתנאי SPF בטמפרטורה של 22±1 מעלות צלזיוס ומחזור יום/לילה של 12 שעות. כל הניסויים בבעלי חיים עמדו בהצהרת ARVO לשימוש בבעלי חיים במחקר עיניים וראייה, ואושרו על ידי מועצת הביקורת המוסדית וועדת האתיקה של בית החולים לילדים באוניברסיטת פודאן (2022JS-EKYY-019). רקמות סקלרליות אנושיות ששימשו להפקת פיברובלסטים ראשוניים של סקלר אנושי הושגו מלובן תורם בהתאם להנחיות המוסדיות, וכל ההליכים הקשורים אושרו על ידי מועצת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת פודן (2024-YS-187).

עיצוב ניסיוני

המחקר הנוכחי השתמש הן בגישות in vivo והן in vitro, המחוברות רעיונית באמצעות מאמץ מכני, כדי לבחון את תרומתו של Piezo1 לשיקום ECM סקלרלי. ב-vivo, השתמשנו במודל יתר לחץ דם עיני בעכברוש כדי לבדוק ביטוי פיזו1 תחת לחץ תוך מוגבר. במבחנה, חשפנו פיברובלסטים ראשוניים של סקלרל אנושי למתיחה מכנית מחזורית כדי לדגם את המתח המכני שחווה הסקלרה בגלאוקומה, ותמרנו את פעילות פיזו1 באמצעות אגוניסט פרמקולוגי (Yoda1), מעכב (GsMTx4) והפלת siRNA.

מודל יתר לחץ דם עיני כרוני (OHT) ניסיוני

בסך הכל נעשה שימוש ב-18 זכרים של חולדות SD. בכל עכברוש, העין הימנית קיבלה זריקת קרבומר כדי לגרום ליתר לחץ דם עיני (OHT), כאשר העין השמאלית הנגדית שימשה כקבוצת ביקורת (NT). בוצעו שלושה שכפולים ביולוגיים עצמאיים של כל הניסוי, מה שהעניק בסך הכל 18 עיניים לכל קבוצה. היחידה הניסיונית הייתה העין הפרטית. חוקרים שביצעו מדידות IOP וניתוח ווסטרן בלוט היו עיוורים להקצאת קבוצות.

מודל WHOT כרוני ניסיוני נוצר בעכברים כפי שתואר קודם25. בקצרה, חולדות הורדמו ב-10% כלורל הידראט, ולאחר הרחבת האישון באמצעות טרופיקמיד, הוזרק תמיסת קרבומר (0.3%, 20 מיקרוליטר) לתוך תא העין הקדמי. כלורטרציקלין הידרוכלוריד הוחל למניעת זיהום. מדידות IOP בוצעו באמצעות טונומטר ריבאונד לאחר 3 ו-7 ימים. טישו מהסקלרה נאספו שבוע לאחר שהמודל נחשב למוסס.

הרקמות הסקלריות בודדו כפי שתואר קודם לכן בפירוט25. לאחר ההרדמה, העכברים קיבלו פרפיוז טרנסקרדיאלי עם 4% פורמלדהיד ב-PBS. רקמת אורביטל חיצונית ננתקה מהגלובוס, ומבני הסגמנט הקדמי (קרנית, קשתית, עדשה) והוויטראוס הוסרו בזהירות. הרשתית והכורואיד נגרדו בעדינות מהדופן הסקלרית הפנימית. רקמות הסקלרה האחורית נאספו וזוהו באמצעות צביעת H&E פתולוגית.

גידול תאים

פיברובלסטים ראשוניים של סקלרל אנושי (תאי HSF) היו קו תאים שהוקם קודם לכן מתוך לובן תורםאנושי 32. שלושה שכפולים ביולוגיים עצמאיים (תאים משלושה תורמים שונים) שימשו בכל ניסוי. תאי HSF נשמרו ב-DMEM עם תוספת של 15% סרום בקר עוברי ו-1% פניצילין-סטרפטומיצין בתנאי תרבית סטנדרטיים (37°C, 5% CO2, אטמוספירה לחה). התרביות חולקו כל ארבעה ימים, ותאי HSF בין קטעים 5 ו-9 שימשו בכל הניסויים. תאי HSF אושרו על ידי אימונופלואורסצנציה באמצעות סמני אקטין מסוג קולגן סוג I ו-α-שריר חלק.

יישום גירוי מכני

מערכת המתיחה המכאנית המחזורית שימשה לייצור מתיחה מכנית מחזורית. צפיפות זריעה של 2×105 תאים למ"ל שימשה לתאי HSF מצופים בלוחות בעלי שישה בארות עם תחתית גמישה מצופה קולגן. תאי קבוצת המתיחה נחשפו למתיחה מחזורית בעוצמה של 10% ו-0.5 הרץ כפי שתואר במחקר הקודםשלנו 32. תאים שגודלו בלוחות מתיחה, אך השאירו סטטיות שימשו כאמצעי בקרה. ניסוי הפלת siRNA של פיזו1: התאים קיבלו טרנפקציה של 48 שעות של SiRNA פיזו1 או siRNA בקרה שלילית לפני המתיחה המכנית. לאחר הטרנספקציה, התאים עברו מתיחה מכנית מחזורית במשך 24 שעות. נכללו ארבע קבוצות: (א) תאי שליטה שעברו טרנפיקציה siRNA ללא מתיחה; (ב) לשלוט בתאים שעברו טרנפיקציה של siRNA באמצעות מתיחה; (C) תאים שעברו פיזו1 siRNA ללא מתיחה; (D) תאים שעברו siRNA פיזו1 עם מתיחה. ניסוי מעכב פיזו1 (GsMTx4): תאים טופלו ב-5 מיקרומום GsMTx4 לפני ובמהלך המתיחה המכנית. נכללו ארבע קבוצות: (א) תאים לא מטופלים ללא מתיחה; (ב) תאים לא מטופלים עם מתיחה; (ג) תאים שטופלו ב-GsMTx4 ללא מתיחה; (D) תאים מטופלים ב-GsMTx4 עם מתיחה (עם GsMTx4 נוכח בכל מקום). ניסוי אגוניסט פיזו1 (Yoda1): תאים גודלו בנוכחות 5 מיקרומולר Yoda1 במשך 24 שעות. שתי קבוצות נכללו: (א) בקרת רכב לא מטופלת; (B) תאים שטופלו ביודה1.

בלוט מערבי

רמות החלבון הוערכו באמצעות Western bloting לפי פרוצדורות שגרתיות. בקצרה, ליססנו דגימות סקלרליות או מתורבתות של פיברובלסטים בבופר RIPA. חלבון (20 מיקרוגרם) נפתר על ידי SDS-PAGE ולאחר מכן נמרח על ממברנות ניטרוצלולוזה. הממברנות נחסמו לאחר מכן עם 5% BSA למשך שעה בטמפרטורת הסביבה, ולאחר מכן דגירה לילית בטמפרטורה של 4°C עם הנוגדנים הראשוניים המתאימים. הנוגדנים בהם השתמשו כללו פיזו1, קולגן סוג I, אקטין α-שריר חלק, YAP ו-GAPDH. נוגדן פיזו1 אושר על ידי היצרן עבור ווסטרן בלוט ואימונופלואורסצנציה ברקמות חולדות ובני אדם, כאשר נתוני נוקאאוט/נוקאאוט זמינים בגיליון המוצר. לאחר שלוש שטיפות עם TBST, דגנו את הממברנות בנוגדנים משניים צמודים ל-HRP (אנטי-ארנב או אנטי-עכבר) למשך שעה בטמפרטורת החדר. עוצמות התחום נמדדו לאחר מכן באמצעות תוכנת ניתוח תמונה, והאות של כל תחום מטרה נורמל לאות GAPDH מאותו נתיב. הנתונים המתקבלים מוצגים כשינוי קיפול ביחס לתנאי הבקרה.

התרבות תאים

התרבות התאים הוערכה באמצעות בדיקת כדאיות קולורימטרית בהתאם לפרוטוקול שסופק. הוספנו תרכובת טטרזוליום (10 מיקרוליטר/מ"ל) לכל באר ודגמנו את הלוחות במשך שעתיים בתנאי תרבית סטנדרטיים (37°C, 5% CO2). לאחר מכן נקראה הספיגה ב-450 ננומטר.

טרנפיקציה RNA קטנה ומפריעה

העברת siRNA פיאזו-1 בוצעה כפי שתואר קודם31. הרצפים היו כדלקמן: Piezo1-siRNA, 5'-AGAAGAAGAUCGUCAAGUATT-3' (חוש) ו-5'-UACUUGACGAUCUCUCUCUTT-3' (אנטי-חוש), siRNA בקרה שלילית (NC), 5'-GUGAGCGUCUAUACCAUTT-3' (חוש) ו-5'-AUGGUAUAGACGCUCACTT-3' (אנטי-חוש).

אימונופלואורסצנציה

לאימונופלואורסצנציה, תאים מתורבתים תוקנו ב-4% פאראפורמלדהיד (20 דקות, טמפרטורת החדר), חדרו ב-0.1% טריטון X-100 (40 דקות), ולאחר מכן נחסמו ב-10% BSA. חתכי הרקמה עברו קיבוע לילה ב-4% פאראפורמלדהיד בטמפרטורת החדר, ואחריהם חדירות וחסימה. הדגימות הוטמעו עם נוגדנים ראשוניים נגד Piezo1 ו-α-SMA. לאחר מכן השתמשנו בנוגדנים משניים מצומדים בצבע פלואורסצנטי: אנטי-עכבר מתויג בירוק (עבור α-SMA) ואנטי-ארנב מסומן באדום (עבור Piezo1), כל אחד ב-1:500 דילול. גרעינים צוברו נגד DAPI, והתמונות צולמו במיקרוסקופ פלואורסצנטי.

טיפול באגוניסטים ובמעכבים

תאי HSF טופלו ב-5 מיקרומום GsMTx4 ו-5 מיקרומום של אגוניסט פיזו1 Yoda1 בהתבסס על מחקרים קודמים33.

ניתוח סטטיסטי

כל ניסוי בוצע בשלושה עותקים. התוצאות מוצגות כסטיית תקן ממוצעת ± (SD). להשוואות בין שתי קבוצות, השתמשנו במבחן t דו-זנבי של סטודנט. בוצעו השוואות קבוצתיות מרובות באמצעות ANOVA חד-כיווני ואחריו מבחן פוסט-הוק של טוקי. נורמליות הנתונים נבדקה על ידי מבחן שפירו-וילק, והומוגניות של השונות הוערכה באמצעות מבחן לוין. המובהקות הסטטיסטית הוגדרה כ-p < 0.05. כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנה סטטיסטית ייעודית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

פיזו1 מתבטא ברקמות לובן העכברים ובתאי HSF

ראשית, בדקנו ביטוי פיזו1 הן ברקמות הסקלרן של העכברים (בחיים טבעיות) והן בפיברובלסטים סקלרליים מתורבתים בבני אדם (במעבדה). כדי לבחון ביטוי ספציפי לרקמה של Piezo1, נעשה שימוש במאגר הנתונים של BioGPS להערות גנים34. ניתוח BioGPS גילה כי פייזו1 מתבטא מאוד ברקמות עיניים שונות, כולל אפיתל פיגמנט רשתית, קשתית, קרנית וכופה עיניים (איור 1A). ב-vivo, אימונופלו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

לחץ תוך-עיני מוגבר (IOP) גורם למאמץ מכני בראש עצב הראייה ובקריברוזה הלמינרית, התורם לניוון תאי הגנגליון הרשתית38,39. הלובן הפריפפילרי (PPS) הוא רקמה נושאת עומס עיקרית המשפיעה על ביומכניקת ONH40. מחקרים קודמים הראו כי מאמץ מכני מעורר התמיינות בין פיברובלסטים סקלרליים למיופיברובלסטים ועיצוב מחדש של מטריקת חוץ-תאית (ECM), מה שמוביל להיקשות סקלרלית41. שיפוץ ה-ECM שנגרם על ידי כוח מכני ה...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס' 82401257).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
0.3% carbomer solution (Carbomer 940 polymer)Solarbio, Shanghai, China—20 μL
10% chloral hydrateMacklin, Shanghai, China—3 mL/kg
Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-mouse secondary antibodyThermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA —
Alexa Fluor 594-conjugated goat anti-rabbit secondary antibodyThermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA—
BioFlex six-well culture plates (coated with collagen I)Flexcell Int Corp, Hillsborough, NC, USA—
Chlortetracycline hydrochlorideZhenhua Pharmaceutical, Yunnan, China—
COL1 primary antibodyNovus Biologicals, CO, USA—
DMEMGibco, Grand Island, NY, USA—
FBSGibco Life Technologies, Australia—
GAPDH primary antibodyBioworld, MN, USA—
GraphPad Prism version 8.4Inc., San Diego, CA, USA—
Nikon Eclipse E800 microscopeNikon, Melville, NY, USA—
Nitrocellulose membranesPierce, Rockford, IL, USA—
Penicillin-streptomycinHyclone, South Logan, UT, USA—
Piezo1 primary antibodyNovus Biologicals, CO, USA—
Rebound tonometer (TonoLab)Icare, Espoo, Finland—
RIPA bufferThermo Fisher Scientific, Shanghai, China—
The Flexcell FX-5000 Tension SystemFlexcell International Corporation—Used to apply mechanical cyclic stretch to HSF cells.
TropicamideBausch Lomb Freda, Shandong, China—
YAP primary antibodyCell Signaling Technology, Danvers, USA—
α-SMA primary antibodyAbcam, Cambridge, UK—

מקורות

  1. Weinreb RN, Aung T, Medeiros FA. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review. JAMA. 2014;311:1901-1911.
  2. Tham YC, et al. Global prevalence of glaucoma and projections of glaucoma burden through 2040: a systematic review and meta-analysis. Ophthalmology. 2014;121:2081-2090.
  3. The AGIS Investigators. The Advanced Glaucoma Intervention Study (AGIS): 7. The relationship between control of intraocular pressure and visual field deterioration. Am J Ophthalmol. 2000;130:429-440.
  4. Kass MA, et al. The Ocular Hypertension Treatment Study: a randomized trial determines that topical ocular hypotensive medication delays or prevents the onset of primary open-angle glaucoma. Arch Ophthalmol. 2002;120:701-713.
  5. Wang R, Seifert P, Jakobs TC. Astrocytes in the optic nerve head of glaucomatous mice display a characteristic reactive phenotype. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58:924-932.
  6. Burgoyne CF, Downs JC, Bellezza AJ, Suh JK, Hart RT. The optic nerve head as a biomechanical structure: a new paradigm for understanding the role of IOP-related stress and strain in the pathophysiology of glaucomatous optic nerve head damage. Prog Retin Eye Res. 2005;24:39-73.
  7. Sigal IA. Interactions between geometry and mechanical properties on the optic nerve head. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50:2785-2795.
  8. Nguyen C, et al. Measuring deformation in the mouse optic nerve head and peripapillary sclera. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58:721-733.
  9. Sigal IA, Flanagan JG, Tertinegg I, Ethier CR. Finite element modeling of optic nerve head biomechanics. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2004;45:4378-4387.
  10. Coudrillier B, et al. Effects of peripapillary scleral stiffening on the deformation of the lamina cribrosa. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016;57:2666-2677.
  11. Sigal IA, Flanagan JG, Ethier CR. Factors influencing optic nerve head biomechanics. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;46:4189-4199.
  12. Sigal IA, et al. IOP-induced lamina cribrosa deformation and scleral canal expansion: independent or related? Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52:9023-9032.
  13. Norman RE, et al. Finite element modeling of the human sclera: influence on optic nerve head biomechanics and connections with glaucoma. Exp Eye Res. 2011;93:4-12.
  14. Thornton IL, Dupps WJ, Sinha Roy A, Krueger RR. Biomechanical effects of intraocular pressure elevation on optic nerve/lamina cribrosa before and after peripapillary scleral collagen cross-linking. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009;50:1227-1233.
  15. Wu HJ, Kuchtey J, Kuchtey RW. Increased susceptibility to glaucomatous damage in microfibril deficient mice. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61:28.
  16. Hommer A, et al. Estimation of ocular rigidity based on measurement of pulse amplitude using pneumotonometry and fundus pulse using laser interferometry in glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2008;49:4046-4050.
  17. Ebneter A, Wagels B, Zinkernagel MS. Non-invasive biometric assessment of ocular rigidity in glaucoma patients and controls. Eye (Lond). 2009;23:606-611.
  18. Quigley HA, Dorman-Pease ME, Brown AE. Quantitative study of collagen and elastin of the optic nerve head and sclera in human and experimental monkey glaucoma. Curr Eye Res. 1991;10:877-888.
  19. Coudrillier B, et al. Biomechanics of the human posterior sclera: age- and glaucoma-related changes measured using inflation testing. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53:1714-1728.
  20. Downs JC, et al. Viscoelastic material properties of the peripapillary sclera in normal and early-glaucoma monkey eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005;46:540-546.
  21. Boote C, et al. Scleral structure and biomechanics. Prog Retin Eye Res. 2020;74:100773.
  22. Oglesby EN, et al. Scleral fibroblast response to experimental glaucoma in mice. Mol Vis. 2016;22:82-99.
  23. Qu J, et al. High-magnitude and/or high-frequency mechanical strain promotes peripapillary scleral myofibroblast differentiation. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015;56:7821-7830.
  24. Shelton L, Rada JS. Effects of cyclic mechanical stretch on extracellular matrix synthesis by human scleral fibroblasts. Exp Eye Res. 2007;84:314-322.
  25. Qiu C, et al. The dynamic scleral extracellular matrix alterations in chronic ocular hypertension model of rats. Front Physiol. 2020;11:682.
  26. Poole K, et al. Tuning Piezo ion channels to detect molecular-scale movements relevant for fine touch. Nat Commun. 2014;5:3520.
  27. Coste B, et al. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science. 2010;330:55-60.
  28. Li J, et al. Piezo1 integration of vascular architecture with physiological force. Nature. 2014;515:279-282.
  29. Berridge MJ, Lipp P, Bootman MD. The versatility and universality of calcium signalling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2000;1:11-21.
  30. Ranzato E, et al. Platelet lysate promotes in vitro wound scratch closure of human dermal fibroblasts: different roles of cell calcium, P38, ERK and PI3K/AKT. J Cell Mol Med. 2009;13:2030-2038.
  31. He J, et al. Mechanical stretch promotes hypertrophic scar formation through mechanically activated cation channel Piezo1. Cell Death Dis. 2021;12:226.
  32. Qiu C, et al. Mechanical strain induces distinct human scleral fibroblast lineages: differential roles in cell proliferation, apoptosis, migration, and differentiation. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59:2401-2410.
  33. Cinar E, et al. Piezo1 regulates mechanotransductive release of ATP from human RBCs. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112:11783-11788.
  34. Wu C, et al. BioGPS: building your own mash-up of gene annotations and expression profiles. Nucleic Acids Res. 2016;44:D313- D316.
  35. Hu D, et al. Mechanical strain regulates myofibroblast differentiation of human scleral fibroblasts by YAP. Front Physiol. 2021;12:712509.
  36. Bae C, Sachs F, Gottlieb PA. The mechanosensitive ion channel Piezo1 is inhibited by the peptide GsMTx4. Biochemistry. 2011;50:6295-6300.
  37. Liu S, et al. Piezo1 impairs hepatocellular tumor growth via deregulation of the MAPK-mediated YAP signaling pathway. Cell Calcium. 2021;95:102367.
  38. Crawford Downs J, Roberts MD, Sigal IA. Glaucomatous cupping of the lamina cribrosa: a review of the evidence for active progressive remodeling as a mechanism. Exp Eye Res. 2011;93:133-140.
  39. Sigal IA, et al. Predicted extension, compression and shearing of optic nerve head tissues. Exp Eye Res. 2007;85:312-322.
  40. Bellezza AJ, Hart RT, Burgoyne CF. The optic nerve head as a biomechanical structure: initial finite element modeling. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000;41:2991-3000.
  41. Girard MJ, et al. Biomechanical changes in the sclera of monkey eyes exposed to chronic IOP elevations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52:5656-5669.
  42. Morozumi W, et al. Piezo channel plays a part in retinal ganglion cell damage. Exp Eye Res. 2020;191:107900.
  43. Solis AG, et al. Mechanosensation of cyclical force by PIEZO1 is essential for innate immunity. Nature. 2019;573:69-74.
  44. Wong TY, et al. Mechanical stretching simulates cardiac physiology and pathology through mechanosensor Piezo1. J Clin Med. 2018;7:410.
  45. Choi HJ, Sun D, Jakobs TC. Astrocytes in the optic nerve head express putative mechanosensitive channels. Mol Vis. 2015;21:749-766.
  46. Morozumi W, et al. Piezo 1 is involved in intraocular pressure regulation. J Pharmacol Sci. 2021;147:211-221.
  47. Watson PG, Young RD. Scleral structure, organisation and disease. A review. Exp Eye Res. 2004;78:609-623.
  48. Hinz B. Myofibroblasts. Exp Eye Res. 2016;142:56-70.
  49. Bergmeier V, et al. Identification of a myofibroblast-specific expression signature in skin wounds. Matrix Biol. 2018;65:59-74.
  50. DeLeon-Pennell KY, Barker TH, Lindsey ML. Fibroblasts: the arbiters of extracellular matrix remodeling. Matrix Biol. 2020;91-92:1-7.
  51. Liu L, et al. Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast cross talk in fibrosis expansion. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020;117:10832-10838.
  52. Blythe NM, et al. Mechanically activated Piezo1 channels of cardiac fibroblasts stimulate p38 mitogen-activated protein kinase activity and interleukin-6 secretion. J Biol Chem. 2019;294:17395-17408.
  53. Berridge MJ, Bootman MD, Roderick HL. Calcium signalling: dynamics, homeostasis and remodelling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2003;4:517-529.
  54. Chung CC, et al. Vascular endothelial growth factor enhances profibrotic activities through modulation of calcium homeostasis in human atrial fibroblasts. Lab Invest. 2020;100:285-296.
  55. Wada K, et al. Hippo pathway regulation by cell morphology and stress fibers. Development. 2011;138:3907-3914.
  56. Codelia VA, Sun G, Irvine KD. Regulation of YAP by mechanical strain through Jnk and Hippo signaling. Curr Biol. 2014;24:2012-2017.
  57. Hu D, et al. Identification of key genes and pathways in scleral extracellular matrix remodeling in glaucoma: potential therapeutic agents discovered using bioinformatics analysis. Int J Med Sci. 2021;18:1554-1565.
  58. Pathak MM, et al. Stretch-activated ion channel Piezo1 directs lineage choice in human neural stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111:16148-16153.
  59. Fu Y, et al. Targeting mechanosensitive Piezo1 alleviated renal fibrosis through p38MAPK-YAP pathway. Front Cell Dev Biol. 2021;9:741060.
  60. Zhu L, Ren S, He S, Liu M, Hou F. Piezo in the eye: expression, distribution and roles in ocular diseases. Front Physiol. 2025;16:1651258.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

הפעלת Piezo1התמיינות למיופיברובלסטיםיתר לחץ דם עיניביטוי קולגןביטוי YAPפיברובלסטים של הלובנהמתיחה מכנית מחזורית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.