Der mechanosensitive Kanal PIEZO1 erkennt die Scherkräfte, um die KLF2/4-Expression über die CaMKII/MEKK3/ERK5-Achse in Endothelzellen zu induzieren

Die durch den Blutstrom ausgeübte Scherbelastung moduliert die Endothelfunktionen durch Veränderung der Genexpression. KLF2 und KLF4, die mechanosensitiven Transkriptionsfaktoren, werden durch laminaren Fluss gefördert, um die endotheliale Homöostase aufrechtzuerhalten. Wie die Expression von KLF2/4 durch Scherbelastung reguliert wird, ist jedoch schlecht verstanden. Hier zeigen wir, dass die Aktivierung von PIEZO1 die Expression von KLF2/4 in Endothelzellen hochreguliert. Mäuse mit endothelial-spezifischer Deletion von Piezo1 zeigen eine reduzierte KLF2/4-Expression in der thorakalen Aorta und den endothelialen Zellen der Lungengefäße. Mechanistisch aktiviert die Scherbelastung PIEZO1, was zu einem Calciumfluss und anschließend zur Aktivierung von CaMKII führt. CaMKII interagiert mit und aktiviert MEKK3, um die MEKK3/MEK5/ERK5-Signalgebung zu fördern und letztendlich die Transkription von KLF2/4 zu induzieren. Unsere Daten liefern molekulare Einblicke, wie Endothelzellen mechanische Stimuli wahrnehmen und in eine biologische Antwort umwandeln, um die KLF2/4-Expression zur Aufrechterhaltung der endothelialen Funktion und Homöostase zu fördern.