Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Araştırma makalesi

Piezo1, mekanik zorlanma kaynaklı fibroblast farklılaşması yoluyla skleral ECM yeniden şekillendirilmesini teşvik eder

153 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/71340

⸱

11 Ağustos 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

Bu makalede

Özet

Bu çalışma, insan skleral fibroblastlarında yapılan in vitro mekanik zorlanma, agonist/inhibitör ve siRNA deneyleriyle fare göz hipertansiyon modelini birleştirerek, skleral ekstrasellüler matriks yeniden modellenmesi sırasında Piezo1 ekspresyonunun arttığını ve miyofibroblast farklılaşmasında işlevsel olarak yer aldığını göstermektedir.

Özet

Mekanik gerilme kaynaklı miyofibroblast farklılaşması, glokomda skleral ekstrasellüler matriks (ECM) yeniden modellenmesinin temelinde duran kritik bir mekanizmadır. Ancak, skleral fibroblastlarda mekanik gerilmenin biyokimyasal sinyallere dönüşmesi hâlâ yeterince açıklanmamıştır. Bu çalışma, skleral ECM yeniden modellenmesi sırasında mekanik gerginlikle indüklenen miyofibroblast farklılaşması bağlamında hücresel proliferasyon ve farklılaşmada Piezo1'in rolünü araştırmayı amaçladı. Çalışma tasarımı, bir haftalık sıçan göz hipertansiyon modelinden elde edilen in vivo ifade gözlemlerini, birincil insan skleral fibroblastlarında (HSF hücrelerinde 0,5 Hz'de %10) döngüsel mekanik esneme (%10) ve Piezo1'in farmakolojik modülasyonu (agonist Yoda1, inhibitör GsMTx4 ve siRNA knockdown) kullanılarak in vitro mekanik testlerle birleştirmektedir. Bulgularımız, Piezo1'in skleral doku ve HSF hücrelerinde eksprese edildiğini göstermektedir. In vivo kolda, bir hafta sonra göz hipertansif sıçanların sklerasında Piezo1 protein seviyelerinde anlamlı bir artış gözlemlendi; bu, tip I kollajen (COL1) ve α-smooth kas aktini (α-SMA) ekspresyonunun yükselmesiyle aynı zamana denk geldi. In vitro deneylerde, mekanik esneme (8–24 saat) HSF hücrelerinde Piezo1 ekspresyonunu artırmıştır. Ayrıca, Piezo1'in Yoda1 ile (24 saat) aktivasyonu, HSF hücre çoğalmasını kolaylaştırdı ve α-SMA ile COL1'in ifadesini artırdı. Buna karşılık, Piezo1'in inhibisyonu veya çökertesi COL1 ekspresyonunu bastırmış ve mekanik baskı altında miyofibroblast farklılaşmasını engellemiştir. Ayrıca, Piezo1 aktivasyonu Yes ile ilişkili protein (YAP) ekspresyonunun yukarı regülasyonuna yol açarken, mekanik gerilme kaynaklı YAP ekspresyonu Piezo1 knockdown veya inhibitionunda azaldı. Özetle, bulgularımız Piezo1'in glokom bağlamında sklerada önemli ECM bileşenlerinin mekanik gerilme kaynaklı ekspresyonesinde rol oynadığını ve daha fazla in vivo doğrulama gerektiren potansiyel bir terapötik hedef olabileceğini göstermektedir.

Giriş

Glokom, retinal gangliyon hücrelerinin (RGC) ve optik sinir başı (ONH) aksonlarının ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize edilen geri dönüşü olmayan körlüğün başlıca nedenidir ve 2020 yılında dünya çapında 76 milyon kişiyi etkilemiştir 1,2. Göz içi basıncın yükselmesi (GİRİS), glokom için en büyük riskfaktörüdür 3 ve Glokom gelişimini ve ilerlemesini geciktirmek için şu anda GİPazaltılması tek seçenek 4. RGC aksonlarının gözün dışına çıktığı yapı olan ONH, glokomda hasarın ana noktasıdır. IOP yükselmesi, ONH'de mekanik gerilme ve yer değiştirmeyi indükler; bu da laminar kribroza (LC) içindeki RGC aksonlarının dejenerasyonuna yol açar ve sonunda glaukomatöz optiknöropati 5,6'ya yol açar.

Peripapiller sklera (PPS), ONH'nin başlıca yük taşıyıcı dokusudur ve PPS'nin mekanik özellikleri, IOP kaynaklı mekanik zorlanma 7,8'e karşı ONH yanıtını belirler. Sonlu eleman modelleme ve ex vivo çalışmalar, LC biyomekanik sürünün skleral sertliğe dayandığını ve artan PPS sertliğinin LC 9,10'da gerilimin azalmasına katkıda bulunduğunu doğrulamıştır. Sonra, PPS'nin sertlik11,12 vekalınlık 13 varyasyonu, ONH'nin IOP ile ilgili biyomekanik özelliklerini değiştirebilir ve glokomatöz optik sinir hasarına karşıduyarlılığı daha da değiştirebilir 14,15. Biyomekanik çalışmalarda, glokomatöz skleranın göz rijitliği ölüm sonrası insan gözlerinde normal skleradan daha yüksekti 16,17 ve peripapiller skleral sertleşme hem insan glokomunda hem de deneysel hayvan modellerinde tutarlı şekildegözlemlenmiştir 18,19,20. Bu veriler, skleranın sertleşmesinin, glokom sırasında IOP'ya bağlı ONH deformasyonunun azalmasıyla koruyucu bir yanıt olabileceğini göstermektedir.

Sklera dokusunun biyomekanik özellikleri,fibroblastlar 21 tarafından sentezlenen ekstraselüler matriksin bileşiminin bir sonucudur. Son kanıtlar, artan GİS Söküsü'nden kaynaklanan mekanik gerilmenin,sklera 22 içinde bulunan skleral fibroblastları aktive edebildiğini, miyofibroblast farklılaşmasınıteşvik ettiğini ve ECM yenidenşekillendirilmesine yol açabileceğini göstermektedir (24,25). Mekanik gerilme kaynaklı miyofibroblast dönüşümü, glokomda skleral ECM yeniden şekillendirilmesi sırasında önemli bir süreçtir, ancak mekanik sürün skleral fibroblastlarda biyokimyasal sinyallere ve hücresel tepkilere nasıl dönüştürüldüğü belirsizdir.

Piezo1, kalp ve akciğer derisi dahil olmak üzere birçok organın fibrozisinde rol oynayan, yeni ve belirgin katyonik mekanosensitif kanalailesinin bir üyesidir 26,27. Mekanik zorlanma, hücresel Piezo1 kanallarını aktive ederek Ca2+ inakışının 28'in artmasına yol açabilir; böylece kalsiyuma bağlı sinyal gönderimi fibroblastların çoğalması, hareketliliği ve farklılaşması gibi çeşitli hücresel aktiviteleri düzenleyebilir 29,30. Son çalışmalar, mekanik baskı altında Piezo1'in fibroblast çoğalması, hareketliliği ve farklılaşmasını teşvik ederek cilt fibrotiksüreçlerini teşvik ettiğini ortaya koymuştur 31. Bu çalışma, iki tamamlayıcı bileşeni içerir: sıçan göz hipertansiyon modelinde Piezo1 ifadesinin tanımlayıcı in vivo çalışması ve döngüsel mekanik zorlanma altında birincil insan skleral fibroblastları kullanılarak yapılan mekanik in vitro çalışma. Mekanik sürün Piezo1'i aktive ettiğini, bunun skleral fibroblastlarda miyofibroblast farklılaşmasını ve ECM bileşen ekspresyonunu teşvik ettiğini, potansiyel olarak YAP sinyalizasyonu yoluyla desteklediğini varsaydık.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Erkek Sprague-Dawley fareleri (8 haftalık) Fudan Üniversitesi Çocuk Hastanesi Deneysel Hayvan Merkezi'nden temin edilmiştir. Tüm fareler improvizasyon olarak 22±1 °C ve 12 saatlik gün/gece döngüsünde SPF koşullarında tutuldu. Tüm hayvan deneyleri, Göz ve Görme Araştırmalarında Hayvanların Kullanımı için ARVO Bildirisi'ne uydu ve Fudan Üniversitesi Çocuk Hastanesi Kurumsal İnceleme Kurulu ve Etik Komitesi tarafından onaylandı (2022JS-EKYY-019). Birincil insan skleral fibroblastlarının türetilmesinde kullanılan insan skleral dokuları, kurumsal yönergelere uygun olarak donör skleradan alınmış ve ilgili tüm prosedürler Fudan Üniversitesi Kurumsal İnceleme Kurulu tarafından onaylanmış (2024-YS-187).

Deneysel tasarım

Mevcut çalışma, mekanik gerilmeyle kavramsal olarak bağlantılı olan hem in vivo hem de in vitro yaklaşımlar kullanarak Piezo1'in skleral ECM yeniden yapılandırmasına katkısını incelemiştir. In vivo, yüksek GİP altında Piezo1 ekspresyonunu incelemek için bir fare okulyar hipertansiyon modeli kullandık. In vitro olarak, primer insan skleral fibroblastlarını glokomda skleranın yaşadığı mekanik gerilmeyi modellemek için siklik mekanik esneme uyguladık ve farmakolojik agonist (Yoda1), inhibitör (GsMTx4) ve siRNA etkisini kullanarak Piezo1 aktivitesini manipüle ettik.

Deneysel kronik göz hipertansiyonu (OHT) modeli

Toplamda 18 erkek SD sıçan kullanıldı. Her sıçanda, sağ göze göz hipertansiyonu (OHT) indüklemek için karbomer enjeksiyonu yapıldı; karşı taraf sol göz kontrol grubu (NT) olarak görev yaptı. Tüm deneyin üç bağımsız biyolojik kopyası yapıldı ve her grup için toplam 18 göz elde edildi. Deneysel birim bireysel gözdü. IOP ölçümleri ve Western Blot analizi yapan araştırmacılar grup dağılımı konusunda kör görüldü.

Daha önce tanımlandığı gibi deneysel kronik OHT modeli sıçanlardaüretilmiştir 25. Kısa süreliğine, sıçanlar %10 kloral hidrat ile anestezi edildi ve tropikamid ile göz bebeği genişletildikten sonra, ön göz odasına karbonbomer çözeltisi (%0,3, 20 μL) enjekte edildi. Enfeksiyonu önlemek için klortetrasiklin hidroklorürür uygulandı. IOP ölçümleri 3 ve 7 gün sonra geri dönme tonometresiyle yapıldı. Skleradan alınan dokular, model kurulduktan bir hafta sonra toplanmıştır.

Skleral dokular, daha önce ayrıntılıolarak açıklandığı gibi izole edilmiştir 25. Anestezi sonrası, fareler PBS içinde %4 formaldehit ile transkardiyal perfüzyon edildi. Küreden dış orbital doku ayrıldı ve ön segment yapıları (kornea, iris, lens) ile vitreus dikkatlice çıkarıldı. Retina ve koroid iç skleral duvardan nazikçe kazınmıştır. Arka sklera dokuları patolojik H&E boyama ile toplandı ve tanımlandı.

Hücre yetiştiriciliği

Birincil insan skleral fibroblastları (HSF hücreleri), insan donörsklera 32'den daha önce kurulmuş bir hücre hattıydı. Her deney için üç bağımsız biyolojik replikat (üç farklı donörden alınan hücreler) kullanıldı. HSF hücreleri, standart kültür koşullarında (%37 °C, %5 CO2, nemli atmosfer) %15 fetal sığır serumu ve %1 penisillin-streptomisin takviyesi ile desteklenen DMEM'de tutuldu. Kültürler her dört günde bir bölündü ve tüm deneylerde 5 ile 9. pasajlar arasındaki HSF hücreleri kullanıldı. HSF hücreleri, kolajen tip I ve α-smooth kas aktin hücre belirteçleri kullanılarak immünoflüoresans ile doğrulandı.

Mekanik uyarımın uygulanması

Mekanik esneme sistemi, mekanik döngüsel esneme üretiminde kullanılmıştır. HSF hücreleri, kolajen kaplı esnek tabanlara sahip altı kuyu plakalarında kaplanmış HSF hücreleri için 2×10 5 hücre/mL tohumlama yoğunluğu kullanıldı. Esneme grubu hücreleri, öncekiçalışmamızda tanımlandığı gibi %10 genlikte ve 0,5 Hz'de döngüsel gerilmeye maruz kalmıştır. Esnük plakalarda kültürlenen, ancak statik bırakılan hücreler kontrol görevi gördü. Piezo1 siRNA knockdown deneyi: Hücreler, mekanik esnişten önce 48 saatlik Piezo1 siRNA veya negatif kontrol siRNA transfeksiyonu aldı. Transfeksiyondan sonra hücreler 24 saat boyunca döngüsel mekanik germe uygulandı. Dört grup dahil edildi: (A) esnemeden kontrol siRNA transfekte edilen hücreler; (B) esneme ile siRNA transfekte edilen hücreleri kontrol eder; (C) Piezo1 siRNA ile transfekte edilen hücreler esnemeden; (D) Piezo1 siRNA ile transfekte edilmiş hücreler esneme ile yapılır. Piezo1 inhibitörü (GsMTx4) deneyi: Hücreler, mekanik esneleme öncesinde ve sırasında 5 μM GsMTx4 ile işlendi. Dört grup dahil edildi: (A) esnemesiz tedavi edilmemiş hücreler; (B) esneme ile tedavi edilmemiş hücreler; (C) GsMTx4 ile işlenmiş hücreler, esnemeden; (D) GsMTx4 ile işlenmiş esneğe sahip hücreler (her yerde GsMTx4 bulunur). Piezo1 agonisti (Yoda1) deneyi: Hücreler 5 μM Yoda1 varlığında 24 saat boyunca kültürlendi. İki grup dahil edildi: (A) tedavi edilmemiş (araç) kontrolü; (B) Yoda1 ile tedavi edilmiş hücreler.

Western blotting

Protein seviyeleri, rutin prosedürler izleyerek Western blotting ile değerlendirildi. Kısaca, skleral veya kültürlenmiş fibroblast örneklerini RIPA tamponunda lizizledik. Protein (20 μg) SDS-PAGE ile çözüldü ve ardından nitroselüloz membranlarına bulaştı. Zarlar daha sonra ortam sıcaklığında 1 saat boyunca %5 BSA ile bloklandı, ardından uygun birincil antikorlarla 4 °C'de gece boyunca kuluçka yapıldı. Kullanılan antikorlar arasında Piezo1, kolajen tip I, α-düz kas aktini, YAP ve GAPDH bulunuyordu. Piezo1 antikoru, üretici tarafından sıçan ve insan dokularında Western blot ve immünoflüoresans için doğrulandı; ürün sayfasında nakavt/knockout verileri mevcuttur. TBST ile üç yıkamadan sonra, membranları uygun HRP ile bağlanmış ikincil antikorlarla (anti-tavşan veya anti-fare) oda sıcaklığında 1 saat kuluçka hale getirdik. Bant yoğunlukları görüntü analiz yazılımı kullanılarak ölçüldü ve her hedef bandın sinyali aynı şeritten GAPDH sinyaline normalize edildi. Ortaya çıkan veriler, kontrol koşuluna göre katlanma değişimi olarak sunulur.

Hücre çoğalması

Hücre proliferasyonu, sağlanan protokole uygun bir kolorimetrik canlılık testi ile değerlendirildi. Her kuyuya bir tetrazolyum bileşiği (10 μL/mL) ekledik ve plakaları standart kültür koşullarında (37 °C, %5 CO2) 2 saat kuluçka altına geçirdik. Absorbans daha sonra 450 nm'de okundu.

Küçük interferensiyonlu RNA transfeksiyonu

Piezo1 siRNA transfeksiyonu daha önce tarif edildiği gibigerçekleştirildi 31. Dizileri şu şekildedir: Piezo1-siRNA, 5'-AGAAGAAGAUGGUCAAGUATT-3' (duyu) ve 5'-UACUUGACGAUCUUCUTTT-3' (antisens), negatif kontrol (NC) siRNA, 5'-GUGAGCGUCUAUAUACCAUTT-3' (duyu) ve 5'-AUGGUAUAUAGACCUCACTT-3' (antisens).

İmmünoflüoresans

İmmünoflüoresans için, kültüre alınan hücreler %4 paraformaldehit (20 dakika, oda sıcaklığı) ile sabitlenmiş, %0,1 Triton X-100 ile (40 dakika) permeabilize edilmiş ve %10 BSA ile bloklanmıştır. Doku kesitleri gece boyunca oda sıcaklığında %4 paraformaldehit ile fiksasyondan geçti, ardından permeabilizasyon ve bloklama yapıldı. Örnekler, Piezo1 ve α-SMA'ya karşı birincil antikorlarla kuluçka edildi. Daha sonra, floresan boya ile konjuge edilmiş ikincil antikorlar uyguladık: yeşil etiketli anti-fare (α-SMA için) ve kırmızı etiketli anti-tavşan (Piezo1 için), her biri 1:500 seyreltme ile. Çekirdekler DAPI ile karşı boyanmış ve görüntüler floresan mikroskobu ile çekilmiştir.

Agonist ve inhibitör tedavisi

HSF hücreleri, önceki çalışmalara dayanarak 5 μM GsMTx4 ve 5 μM Piezo1 agonisti Yoda1 ile tedaviedildi 33.

İstatistiksel analiz

Her deney üç adet olarak gerçekleştirildi. Sonuçlar ortalama ± standart sapma (SD) olarak sunulur. İki grup arasındaki karşılaştırmalar için iki kuyruklu Öğrenci t-testi uyguladık. Birden fazla grup karşılaştırması tek yönlü ANOVA ile yapıldı ve ardından Tukey'nin post-hoc testi yapıldı. Verilerin normalliği Shapiro-Wilk testiyle kontrol edildi ve varyansların homojenliği Levene testi kullanılarak değerlendirildi. İstatistiksel anlamlılık p < 0.05 olarak tanımlandı. Tüm istatistiksel analizler özel istatistiksel yazılımla gerçekleştirildi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Piezo1, fare sklera dokularında ve HSF hücrelerinde ifade edilir

İlk olarak, hem fare skleral dokularında (in vivo) hem de kültürlenmiş insan skleral fibroblastlarında (in vitro) Piezo1 ekspresyonunu inceledik. Piezo1'in dokuya özgü ifadesini sorgulamak için BioGPS gen açıklama veritabanıkullanılmıştır 34. BioGPS analizi, Piezo1'in retinal pigment epitel, iris, kornea ve göz kupası dahil olmak üzere çeşitli göz dokuları...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Yükselen göz içi basıncı (IOP), optik sinir başı ve laminar krirozada mekanik gerilmeye yol açar ve retinal ganglion hücredejenerasyonuna katkıda bulunur 38,39. Peripapiller sklera (PPS), ONH biyomekaniğini etkileyen önemli bir yük taşıyıcıdokudur 40. Önceki çalışmalar, mekanik zorlanmanın skleral fibroblast-miyofibroblast diferensiyesi ve ekstraselüler matriks (ECM) yeniden şekillendirilmesini tetiklediği...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar, rekabet eden çıkarları olmadığını belirtirler.

Teşekkürler

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Grant No. 82401257) tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
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—

Kaynaklar

  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.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Piezo1 AktivasyonuMiyofibroblast DiferansiyasyonuOküler HipertansiyonKollajen EkspresyonuYAP EkspresyonuSkleral FibroblastlarSiklik Mekanik Gerilme
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.