机械生物学是一个跨学科领域，它研究的是细胞如何感应物理作用力，并将其转化为生化信号，调节发育、生长、增殖、运动和代谢等生物过程。细胞所感应的物理作用力可能来自细胞内部，或者来自细胞和它的物理性微环境的互作，这些物理微环境包括相邻的细胞、胞外基质以及周围的血管内或细胞外流体。
越来越多的证据表明，在健康和疾病状态下，机械力广泛影响肝细胞的生物学行为。肝血窦是一个非常特别的微环境，在这里，细胞可以接触到多种机械信号。最近的研究显示机械信号在非酒精性脂肪肝（NAFLD）中发挥重要作用。NAFLD起始于脂滴在肝细胞的积累，随着疾病发展，出现内皮功能障碍、血管生成、炎症、胞外基质扩张和纤维化等，最后可能发生肝癌。机械力异常可能既是这些结构和功能改变的诱因，又是这些改变的结果。
近日，哈佛大学医学院的GyrgyBaffy和EmilieK.Mitten在JournalofHepatology发表了题为Mechanotransductioninthepathogenesisofnonalcoholicfattyliverdisease的综述文章。这篇文章总结了机械力在NAFLD病理学中发挥的作用，提出拓宽对NAFLD中肝血窦机械紊乱的认识将有助于开发新的NAFLD治疗手段。
文章第一部分介绍了机械力转导的一般性质，包括：不同种类的机械力以及它们引发的各种生化和机械响应、细胞核在细胞响应中的整合作用，以及机械信号传递方式等。其中，作者重点阐述YAP/TAZ信号通路对机械信号的响应，指出它作为一个多方控制的通路，整合细胞机械响应，在发育、生长、运动和代谢等功能中发挥重要作用。
文章第二部分为正常肝脏中的机械力转导。作者详细阐述了肝脏的四种主要细胞类型，即肝细胞、肝血窦内皮细胞、肝星细胞和枯否细胞在肝脏中的构造、所受的机械力以及它们的机械力敏感性。肝血窦中的细胞接收来自细胞骨架以及与相邻细胞、胞外基质和血管及间隙流体界面的机械信号。同时，本部分也探讨了肝代谢和机械力转导的相互关系，指出肝代谢受机械力敏感通路调节。
文章第三部分探讨的是NAFLD中的机械信号和机械响应。作者从肝细胞形态和空间限制的改变、纤维化、血液动力学改变和血管生成以及肝癌发生四方面展示NAFLD病理改变和机械力生物学的相关性。综合来看，脂肪变性、肝细胞膨胀、炎症、内皮功能障碍、血管改变和纤维化产生异常的机械响应，促进NAFLD的发展。
文章的最后，作者提出寻找病原性机械力转导的分子靶点将有助于开发NAFLD的新型治疗方法。
结论：健康和疾病状态下，机械信号都会影响肝细胞的生物学行为。越来越多的证据显示肝血窦中机械稳态改变是NAFLD的关键病因。脂肪肝中窦血流破坏、胞外基质硬度增加以及收缩细胞骨架障碍导致胞外和胞内机械力改变，造成机械传感和机械响应的恶行循环，又进一部影响细胞代谢、运动、生长和增殖的调节。在这个复杂的过程中，YAP/TAZ转录助激活因子成为机械转导中的关键效应者。YAP/TAZ整合多种机械和生化细胞信号，调节细胞行为，响应机械力。目前细胞和分子机制探索将肝血窦中机械力和生物功能联系起来，而将这些知识应用于NAFLD独特的病理生理中，将有助于寻找新的靶点、开发以机械力为基础的新型疾病管理策略。
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