機械牽張刺激（Mechanical Stretch or Tension）是指對細胞施加物理力，模擬體內組織所受到的拉伸或張力變化。這種刺激在多種生物學過程中起著重要作用，包括組織發育、傷口愈合、以及疾病的發生發展，如纖維化、動脈粥樣硬化和腫瘤進展等。以下是機械牽張刺激后細胞可能發生的變化：

1. 細胞形態變化：

• 細胞可能會延長或變得更扁平，以適應施加的機械力。

2. 細胞骨架重組：

• 細胞內的微管、微絲和其他細胞骨架成分可能會重新排列，以響應外部的機械力。

3. 細胞信號傳導激活：

• 機械力可以激活細胞表面的機械敏感受體，如整合素和PIEZO1等，進而觸發下游的信號傳導途徑。

4. 基因表達改變：

• 機械牽張可以引起特定基因的表達上調或下調，影響細胞的功能和行為。

5. 細胞增殖和遷移：

• 機械力可以促進細胞的增殖和遷移，這在傷口愈合和組織再生中尤為重要。

6. 細胞凋亡：

• 在某些情況下，過度或不適當的機械牽張可能導致細胞凋亡。

7. 細胞外基質合成和降解：

• 機械牽張可以影響細胞外基質（ECM）的合成和降解，改變組織的力學性質。

8. 炎癥反應：

• 機械力可能誘發炎癥因子的釋放，引起局部或全身的炎癥反應。

9. 細胞分化：

• 在干細胞和祖細胞中，機械牽張可以影響其分化方向。

10. 代謝變化：

• 機械牽張可以影響細胞的代謝途徑，如糖酵解和氧化磷酸化。

11. 細胞功能的改變：

• 例如，在血管內皮細胞中，機械牽張可以增加血管內皮生長因子（VEGF）的表達，促進血管生成。

12. 機械記憶：

• 一些細胞能夠“記憶”過去的機械刺激，并對后續的刺激做出不同的響應。

在生物醫學研究中，機械牽張刺激常被用于研究細胞的力學轉導機制，以及開發新的治療策略，特別是在組織工程和再生醫學領域。