负压通过Piezo1-Ca2+-NFAT3信号通路诱导成纤维细胞活化促进伤口愈合

**背景：** 负压伤口治疗（NPWT）被广泛用于促进伤口愈合，但由于缺乏用于细胞水平研究的精确可控体外负压加载装置，其疗效背后的机械转导机制尚不清楚。因此，本研究旨在开发一种精确可控的体外负压加载装置，并阐明负压在伤口愈合过程中激活真皮成纤维细胞的机械转导机制。**方法：** 我们开发了一种与六孔板兼容的高精度负压加载装置，能够对每个孔的负压值、持续时间和模式进行独立智能控制。为验证负压环境的均匀性与稳定性，实施了有限元分析（FEA）。机制探索通过负压处理成纤维细胞的蛋白质组学分析进行，并辅以对Piezo1表达和钙信号动力学的分子检测。功能研究结果结合了该通路的基因沉默和药理学调控，并通过基于SD大鼠的NPWT实验进行了体内验证。**结果：** FEA证实了负压腔内稳定的压力分布。细胞主要承受压应力，其大小与施加的压力呈线性关系，在-40 mmHg时达到-2 kPa。我们发现，施加-40 mmHg的持续负压2小时可显著激活真皮成纤维细胞。基于TMT的蛋白质组学分析显示，负压处理的真皮成纤维细胞中Piezo1表达上调，这通过对细胞和肉芽组织样本的分子及免疫组织化学分析得到了进一步证实。药理学抑制或敲低Piezo1会减弱负压诱导的真皮成纤维细胞在体内和体外的活化。从机制上，我们确定在此过程中，Piezo1介导的Ca2+内流和钙调磷酸酶/NFAT3信号通路被显著增强。**结论：** 本研究揭示了Piezo1-Ca2+-NFAT3机械转导轴是介导NPWT治疗作用的核心通路。这项工作为阐明负压的生物力学机制奠定了初步基础，并为组织工程和再生医学研究揭示了新途径。