定義
メカノトランスダクションは、細胞が物理的な力や形状変化を感知し、生化学的シグナルと機能応答へ変換する過程である。機械感受性イオンチャネル、インテグリン、細胞接着装置、細胞骨格、核膜などがセンサーと伝達経路を構成する。
イメージ
細胞が周囲の硬さや流れを「触って読む」仕組みである。押す、引く、流すという物理情報が、チャネル開口や転写因子の移動という化学言語へ翻訳される。
仕組み
膜張力はPiezoなどの機械感受性チャネルを開き、Na⁺やCa²⁺流入を変える。インテグリンと焦点接着は基質張力をFAK、Src、RhoAへ伝え、アクチン張力とYAP/TAZなどの転写調節を変える。カドヘリン結合や細胞骨格は細胞間力を伝え、核ラミナとLINC複合体は細胞骨格の力を核へ結ぶ。血管内皮ではずり応力がeNOS活性化と流れ方向への再配列を、骨では荷重が骨形成・吸収の均衡を、腎や血管では圧・伸展が局所調節を誘導する。応答は力の大きさだけでなく方向、持続時間、周波数、基質粘弾性に依存する。
例
動脈内皮は持続的な層流ずり応力に適応し、NO産生や抗炎症性遺伝子を高める。骨細胞は荷重変化を感知し、骨リモデリングへ信号を送る。