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摘要：细胞机械力转导在纤维化疾病进展过程中的成纤维细胞活化中起着核心作用，导致组织僵硬性增加和器官功能下降。虽然表观遗传学在疾病机械力转导中的作用已开始受到重视，但对于基质力学（尤其是机械输入的时机）如何调控成纤维细胞活化过程中的表观遗传学变化（例如DNA甲基化和染色质重组）仍知之甚少。在本研究中，我们设计了一个透明质酸水凝胶平台，其刚度和粘弹性可独立调节，以模拟正常（储能模量，G' ~ 0.5 kPa，损耗模量，G'' ~ 0.05 kPa）至纤维化程度逐渐加重（G' ~ 2.5 和 8 kPa，G'' ~ 0.05 kPa）的肺力学。随着基质硬度的增加，人肺成纤维细胞在1天内表现出心肌相关转录因子A (MRTF-A) 的扩散和核定位增加，并且这种趋势在较长的培养时间内保持稳定。然而，成纤维细胞的整体DNA甲基化和染色质组织表现出时间依赖性的变化。成纤维细胞最初在较硬的水凝胶上表现出DNA甲基化和染色质去浓缩增加，但随着培养时间的延长，这两项指标均有所下降。为了研究培养时间如何影响成纤维细胞核重塑对机械信号的响应性，我们设计了可进行原位二次交联的水凝胶，使其能够从模拟正常组织的柔顺基质过渡到类似于纤维化组织的较硬基质。当培养仅1天后开始硬化时，成纤维细胞迅速做出反应，并表现出DNA甲基化和染色质去浓缩增加，类似于静态较硬水凝胶上的成纤维细胞。相反，当成纤维细胞在第7天经历后期硬化时，DNA甲基化和染色质凝聚没有变化，表明诱导了持续的成纤维细胞表型。这些结果突显了成纤维细胞在动态机械扰动下活化时相关的时间依赖性核变化，并可能提供控制成纤维细胞活化的靶向机制。目录条目
水凝胶力学调节成纤维细胞DNA甲基化和染色质凝聚
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