在口腔正畸学专业中，可拆卸或固定的正畸矫治器用于治疗牙齿咬合不正，将错位的牙齿移动到正确的位置。机械正畸力在牙周韧带的不同区域产生压缩和张力区域。张力区的特点是骨形成增加，而骨吸收过程发生在压力区。人牙周膜 (hPDL) 成纤维细胞是牙周韧带内的主要细胞。这些细胞在正畸牙齿移动 (OTM)过程中发挥着重要的调节作用，因此在基础正畸研究中得到了深入研究，特别是关于它们对压力或正畸张力或牙周病原体及其毒素的反应。

模拟高压力环境下的细胞反应

第四军医大学西京医院骨科、放射科和第四军医大学药物化学与药物分析学系以及英国曼彻斯特大学生物医学健康学院的一项联合研究系统地分析了人 NP 组织样本中 BMAL1 表达与 IDD 严重程度之间的关系，并进一步证明了外周时钟的抑制参与过度机械负荷诱导的 IDD 进展。

山东大学齐鲁医院骨科、病理科及美国布莱根妇女医院骨科的一项联合研究计划探索机械超负荷是否通过激活位于质膜和内质网膜上的 Piezo1 离子通道来阻碍 GPX4 的产生，从而导致 NP 细胞中的铁死亡。

在正畸牙齿移动（OTM）期间，通过正畸矫治器施加机械力来促进牙周膜（PdL）重塑和牙槽骨的生理适应。这些力触发 PdL 细胞的机械生物学反应，促进局部无菌和短暂的炎症微环境，从而导致组织和骨骼重塑。因此，压缩力通常通过诱导缺氧和激活牙周膜成纤维细胞（PdLFs）的促炎反应来促进骨吸收，包括增加细胞因子，如白细胞介素1β（IL-1β）、IL6、IL8 和环氧合酶2（COX2）。生长/分化因子15（GDF15）是 TGF-β/BMP 超家族的成员，在代谢、机械或化学应激期间由各种细胞类型和组织释放，

糖皮质激素诱导的骨质疏松症（GIOP）是在接受糖皮质激素治疗的自身免疫性疾病患者中观察到的主要副作用。GIOP 患者的骨折风险与骨密度（BMD）的相关性低于传统骨质疏松症患者，这表明糖皮质激素对骨质量和骨量有负面影响。重要的是，机械应力锻炼已被证明可以增强 GIOP 中的 BMD。虽然单独使用阿仑膦酸钠是不够的，但它与机械应力的结合会显著提高 BMD。这些发现表明，模拟骨细胞机械应力的治疗可能是 GIOP 药物开发的突破。目前，使用条件性骨细胞特异性 Piezo1 敲除小鼠的研究表明，Piezo

运动引起的机械负荷，特别是负重冲击，通过刺激成骨细胞（分泌骨基质的细胞）促进骨形成来增加骨量。成骨细胞数量和骨形成的减少是人类和小鼠随着年龄增长而骨量流失的主要因素。衰老机制，如活性氧（ROS）过量或自噬减少，与老化骨骼中骨形成减少有关。骨骼中线粒体（mt）ROS 随着年龄的增长而增加，它们在间充质谱系细胞（包括成骨细胞前体、成骨细胞和骨细胞）中的衰减抵消了老龄小鼠骨量的损失。线粒体呼吸过程中产生的线粒体 ROS 受到涉及超氧化物歧化酶2（Sod2）的抗氧化防御机制的对抗。与 mtROS 对骨骼

在组织中，所有细胞都承受机械应力，包括剪切应力、拉伸应力和压缩应力。在癌症中，压缩应力研究不足，其对细胞增殖和迁移的影响可能取决于施加力的大小、持续时间和方向，以及与细胞外组织成分的关联。在实体瘤发展过程中，肿瘤细胞迅速增殖，这种情况与机械力的增加和内部刚度的增加有关。PI3K 蛋白可分为三类（I-III），其中I类 PI3K 由 PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kδ 和 PI3Kγ 四种亚型组成。在胰腺癌细胞中，压缩诱导的 PI3K 激活促进涉及自分泌自刺激回路的迁移表型。在乳腺癌细胞中，PI3

肝癌是全球癌症相关死亡第三大原因，男女死亡率合计 8.2% 。免疫抑制剂治疗肝癌反应率低，肿瘤微环境是关键干扰因素。门静脉高压症（PHTN）是肝癌公认危险因素与独立预测因子，会增加肝窦生物压力，破坏肿瘤微环境机械平衡，但其调节肝癌细胞增殖和转移机制不明。压力影响实体瘤生长侵袭，此前研究心血管和骨科疾病中机械响应 miRNAs ，肝癌中压力反应 miRNA 功能待探索。SRC 自磷酸化等信号通路与癌症进展转移相关。前期研究发现 15 mmHg 压力作用 24 小时可促进肝癌细胞系增殖、迁移和侵袭，

机械刺激（尤其是高应变机械应力）会导致软骨细胞分解代谢和死亡，与骨关节炎（OA）发病相关，而 OA 作为常见退行性关节疾病，其诱发因素和机制尚不明确。细胞死亡（尤其是程序性细胞死亡）与衰老相关，其中铁死亡是一种以磷脂氧化损伤为特征的坏死性细胞死亡形式，GPX4 通过谷胱甘肽合成调控铁死亡，Fsp1 则借助辅酶 Q10 抵御 GPX4 相关铁死亡。Piezo1 作为机械敏感性钙离子通道，其激活与细胞死亡及软骨退变相关，且在机械刺激引发的钙内流和细胞生物物理变化中起重要作用。基于此，山东大学齐鲁医院

胰腺导管腺癌（PDAC）占胰腺癌病例的 90% 以上，PDAC的特征是预后极差。目前的研究重点是使PDACs的微环境正常化。PDAC微环境的特征是由细胞外蛋白（如胶原蛋白I和透明质酸）组成的致密肿瘤相关基质，这些蛋白被重塑以产生僵硬的细胞外基质。塞浦路斯大学癌症生物物理学实验室、美国匹兹堡大学生物工程系、俄勒冈健康与科学大学奈特癌症研究所等研究团队的人员假设机械应力激活了在胰腺肿瘤中被持续激活的信号通路。研究结果阐明了机械应力诱导的信号传导机制，并确定限制胰腺癌细胞迁移的治疗靶点。

正畸治疗中其可将压力转化为生物信号由胞外传递到胞内，进而诱导一系列相关信号传递反应，影响牙龈组织改建过程。人牙龈成纤维细胞（HGFs）是牙龈组织的主体细胞，它们可以接收和传输信号。在过去的几十年中，尽管许多小组广泛研究了牙槽骨和牙周膜在压力下的重建，但牙龈重建的机制在很大程度上仍未得到探索。广西医科大学口腔医学院团队建立了3D HGF-PLGA培养模型，探讨Smad4、caspase-3 和Bcl-2在调控HGFs增殖和凋亡通路中的作用，旨在进一步了解正畸牙龈重建的分子机制。

压缩是正畸牙齿移动（OTM）期间正畸压缩力（CF）诱导的特定微环境的标志之一，因为它能够影响成牙骨质细胞稳态。去年，德国尤斯图斯·李比希吉森大学医学院口腔正畸学系、牙周病学系的一项研究观察结果强调了理解PD-L1表达在成牙骨质细胞中如何调节的机制的重要性。

骨关节炎（OA）是一种全关节疾病，其特征是软骨退化，关节内炎症，软骨下骨重塑和关节痛。骨软骨连接处的重塑被认为在OA中起着决定性作用，让人联想到软骨内骨化过程。它涉及透明关节软骨最深层软骨细胞的增生、肥大，随后软骨基质钙化，致使软骨细胞退化死亡，软骨和骨细胞侵入，骨祖细胞分化为成骨细胞，并在残留的钙化软骨基质上，形成骨组织。这个复杂的过程最重要的是骨形成细胞和软骨细胞之间的相互作用。然而，控制OA中骨软骨连接重塑的机制和生化介质仍然描述不佳。

正畸治疗引起的复杂炎症信号级联反应主要由牙周膜成纤维细胞（PdLF）调节，PdLF是牙周组织中的主要细胞类型，位于牙根和牙槽骨之间。当牙齿受到机械应力时，触发的无菌性短暂炎症由PdLF特异性调节，特别是促炎细胞因子（如IL6、IL8、PGE2和TNFα）的表达和分泌是PdL压缩侧的特征，而抗炎细胞因子（如IL10）的释放在拉伸侧更为突出。

机械负荷通过调节骨重塑在维持骨稳态中起重要作用。骨细胞是嵌入矿化骨基质中最丰富的细胞类型，是控制骨重塑以响应机械力的主要机械传感器。实验中利用了一种新的承受压缩应力的3D培养模型来表征骨细胞样细胞系MLO-Y4在机械负荷下的反应。

在某些表型情况下，SNHG8 与炎症和缺氧反应密切相关，也可能在正畸力诱导的协调生化反应中发挥作用，研究团队探索了 SNHG8 是否对正畸刺激有反应，以及其对 OTM 期间 PDLCs 中 NF-κB 通路的影响以及潜在的机制。

研究在进一步阐明肥胖患者正畸治疗期间发生的信号级联反应，重点是调节正畸牙齿移动的牙周膜成纤维细胞，以及瘦素在多大程度上影响他们的代谢。

研究团队发现了一种机械敏感的NRP1，它与体内和体外的机械力刺激呈正相关，实验通过控制 YAP 上游调节因子 LATS1 研究了 NRP1 在 YAP 表达中的调节作用。该研究展示了一种新的NRP1调控YAP的模型，该模型可转导机械生物学功能，这可能通过最佳和适合的压力作用增强PGT的治疗效果。

研究表明Sema3A参与调控正畸牙齿移动期间骨重塑的决定性先决条件是它通过牙周组织细胞（人牙周膜原代成纤维细胞（hPDLF）和人牙槽骨原代成骨细胞（hOB）中的机械力进行调节。