肝脏是哺乳动物体内具有重要生理作用的器官，承担着合成、代谢、消化和免疫等维持机体稳态的重要功能。肝脏还具有强大的再生能力，为肝脏受损后快速恢复功能提供了基础保障，也使得部分肝切除和肝脏移植等肝病临床治疗手段成为可能。肝脏具有十分独特的门静脉和肝动脉双血供系统，其血流动力学是影响肝脏行使复杂生理功能的重要调控因素，表现为典型的力学-生物学耦合特征，对于肝脏维持生理功能和器官特征具有重要意义。部分肝切除后的肝再生涉及细胞增殖、细胞外基质重建以及反馈信号调节等复杂生物学过程，而该过程除生化因子的作用外，还伴随着血流动力学的改变。这一血流动力学的变化在肝血窦层面可以进一步解耦为作用在肝血窦内皮细胞上的力学拉伸和流体剪切应力，这种作用直接、时间迅速且变化显著的力学因素可能作为驱动肝再生的因素之一，与生化因素协同促进肝再生的进程，但目前对于力学因素（尤其基于肝血窦内血流引起的力学拉伸）在肝再生中作用的研究仍不够清晰。在肝脏复杂的细胞组成中，肝血窦内皮细胞能够首先感知肝内环境变化，其对力学拉伸变化的感知、转导及响应的力学-生物学耦合信号转导机制，尚待进一步研究。

本论文基于部分肝切除后的肝再生过程中力学拉伸对肝血窦内皮细胞旁分泌能力的影响及其力学转导机制展开研究。首先，通过肝脏离体灌注模型，发现高灌注流量引起的肝血窦扩张与肝再生因子的表达以及肝细胞的增殖能力呈正相关性。其次，对肝血窦内皮细胞进行体外力学拉伸加载模拟肝血窦的扩张，发现力学拉伸不改变肝血窦内皮细胞的分子表型和窗孔特征，但能够促进肝血窦内皮细胞表达肝再生相关因子，且其表达模式与生理肝再生过程相似，其中肝素结合性表皮生长因子（HB-EGF）的表达和分泌呈现明显的时间和幅值依赖性，对促进肝细胞的增殖具有重要作用。再次，通过收集力学拉伸加载肝血窦内皮细胞后的上清液对肝细胞进行培养，发现力学拉伸后的上清液培养的肝细胞具有更强的增殖潜能以及合成和代谢等功能。最后，通过蛋白质组学及磷酸化蛋白质组学结果分析，结合小分子抑制剂、基因沉默等实验方法，得到力学拉伸调控肝血窦内皮细胞中HB-EGF表达的力学信号转导通路。

肝血窦内皮细胞的力学信号转导对上述生物学过程至关重要。肝血窦内皮细胞通过表面的β1整合素（β1-Integrin）对力学拉伸进行感知，β1-Integrin将力学信号传递给肌动蛋白丝（F-actin），进而促进yes关联蛋白1（YAP）入核以及HB-EGF的表达。力学拉伸促进转录共激活因子YAP进入细胞核后，与细胞核内的转录因子TEA域家族（TEAD）相互作用，直接促进Hbegf基因的转录，进而增加HB-EGF的表达。进一步发现，F-actin通过两方面因素促进YAP进入细胞核：一方面力学拉伸通过F-actin促进细胞核核孔的扩张，被动增加YAP进入细胞核的潜能；另一方面F-actin能够促进BAG家族分子伴侣调节蛋白3（BAG-3）的表达，而增加的BAG-3与YAP结合，主动转运YAP进入细胞核，两种途径共同促进YAP激活并入核以及HB-EGF的表达。力学拉伸在肝再生中的重要作用通过小鼠不同程度肝切除模型得到验证。

综上所述，本论文从肝再生中复杂的力学-生物学耦合背景入手，解耦出力学拉伸在肝再生过程中的重要地位。通过研究力学拉伸在促进肝脏再生中的重要作用，揭示了力学拉伸能够促进肝血窦内皮细胞分泌HB-EGF等肝再生相关因子从而促进肝细胞的增殖潜能，深化了肝再生过程中力学信号与生化信号的协同作用，以及肝血窦内皮细胞对肝细胞的旁分泌作用。最后本文探究出一条力学敏感蛋白YAP介导HB-EGF表达的力学信号转导通路，即β1-Integrin → F-actin → 核孔/BAG-3 → YAP和TEAD → HB-EGF表达。上述结果在深化理解肝再生中力学-生物学耦合规律的同时，也为临床肝病治疗提供了基础数据和新思路。