Cry2 促进机械负荷下的时钟振荡和颞下颌关节稳态

目的：软骨代谢表现出昼夜节律（CR），其破坏通常与软骨退变相关。机械刺激是软骨 CR 的重要授时因子。然而，机械负荷对 CR 和软骨稳态的影响尚未被探索。本研究旨在探讨 CR 在机械负荷下介导颞下颌关节（TMJ）软骨稳态中的作用。方法：我们引入了大鼠 TMJ 软骨细胞和髁突外植体的机械负荷模型。机械负荷通过节律性压缩（12 小时开/12 小时关）施加，而机械卸载模型则通过细胞和外植体的静态培养作为对照。结果：一周的静态培养导致软骨代谢失衡和软骨退变加速。与一天静态培养的软骨细胞和髁突外植体中这些基因的振荡相比，核心时钟基因（bmal1, clock, per1, 和 cry2）的水平降低。一周的节律性生理性机械负荷不仅维持了 CR 基因的振荡，还部分维持了软骨的稳态。机制解析证实，一周的机械负荷促进了 Per1 和 Cry2 的核-质穿梭，这在一天静态培养的软骨细胞中明显，但在静态培养一周的细胞中减弱。此外，Cry2 的核转位（而非 Per1）依赖于机械负荷诱导的 Rho 相关蛋白激酶（ROCK）激活和肌动蛋白聚合。抑制 ROCK 导致肌动蛋白解聚，并部分阻断 Cry2 的核-质转运。最后，在软骨细胞和髁突外植体中下调 Cry2 减弱了机械负荷维持的昼夜节律振荡和软骨稳态。结论：本研究阐明了 CR 在机械负荷相关的软骨稳态中的参与，以及 ROCK-actin-Cry2 在调节节律性机械负荷下 TMJ 软骨正常 CR 和稳态中的关键作用。