Cell：细胞怎么“听见”挤压？——膜电位决定生长停不停并调控Hippo通路的关键作用

融合组织中的细胞需要精确控制生物质合成和增殖，以快速愈合损伤，同时避免过度生长，这是肿瘤发生的标志。机械信号被认为参与了这一过程，而机械敏感信号通路如Hippo通路已被证明发挥了重要作用。然而，机械信号和组织密度稳态之间的联系尚不清楚，即使在原则上也是如此。

准确的细胞生长或生存决策需要细胞和组织尺度上的生理参数信息，如细胞体积或细胞总生物量，两者都与组织中的可用空间有关。机械转导的局部机制不能为细胞大小和生长的稳态控制提供令人满意的解释。例如，质膜的张力导致钙通过拉伸激活通道流入。

然而，通过这种机制在长时间尺度上为细胞和组织的生长提供信息，需要在细胞大小和形状变化时精确控制与细胞生物量相关的质膜总量。

事实上，机械膜拉伸很容易导致额外膜的产生，表明质膜的数量不受这种方式的限制。同样，单个细胞-细胞粘附连接和细胞骨架键上的张力可以介导机械信号传导。然而，这些力取决于细胞形状和细胞骨架的收缩力，目前尚不清楚它们是否可以用作总细胞大小和细胞生物量的读数。

因此，研究人员着手确定额外的细胞变量，这些变量可以将组织水平的空间约束与细胞生长控制联系起来。

文章模式图（图源自Cell ）

一般认为，对于给定的细胞类型，细胞生物量密度是恒定的，这意味着细胞质量和体积成正比，即使细胞在已经融合的上皮中经历额外的增殖，或者在伤口愈合过程中细胞体积发生快速而剧烈的变化。通过直接测量细胞生物量密度，发现这个假设是不正确的。

相反，研究人员发现生物量密度是与细胞生长控制和机械压力转导密切相关的中心生理变量。

研究人员揭示了作用于细胞的机械力与细胞质生物量密度的变化、细胞静息膜电位和信号转导之间的直接一对一耦合。它产生于细胞质固有的机械-电渗透特性和生物质能反离子与膜电位的偶联。这种机制为细胞提供了一个全局的、即时的读出组织中与它们的生物量和作用于它们的机械力有关的空间约束。

该读数与细胞大小和形状无关，并且在强烈影响其他机械转导机制的变化（如细胞的表面体积比和质膜数量）下保持不变。

研究人员表明，这种机制在控制融合组织的生长和稳态中起着核心作用。

参考消息：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)01253-X