体内细胞能灵敏感应机械力刺激，并在形变过程中产生和传递重要生物化学信息，此过程即细胞力学信号转导。例如，血管内皮细胞（Endothelial cell, ECs）单层作为血管内壁，在体内不断受到血流引起的机械力（包括剪切力、拉伸应力和压力）刺激，通过释放一氧化氮、活性氧（ROS）、血管紧张素Π等血管活性分子来调节血管结构和功能。然而，如何实时、原位获取细胞动态形变过程中的生化信息一直是细胞力学信号转导领域的研究热点及难点？

电化学方法由于具有灵敏度高、响应速度快、时空分辨率高等优势，已成为获取生物体丰富化学信息的强有力监测工具。然而，传统的电极为刚性硬质电极，难以与细胞发生同步形变并实时监测细胞释放的信号分子。武汉大学化学与分子科学学院黄卫华教授和刘艳玲副教授团队率先发展了柔性可拉伸电化学传感器，突破了电化学对形变细胞和组织监测的局限，在细胞力学信号转导方面做了一系列原创性工作。

近日，该团队又将目光聚焦于威胁人类健康的第一杀手—心血管疾病中生物力与ROS水平的关系。他们通过在金纳米管可拉伸电极 (Au NTs/PDMS) 表面修饰小尺寸（~3 nm）、高密度的铂纳米颗粒催化剂，构建了对H2O2 (一种最稳定的ROS分子) 具有高灵敏响应性的可拉伸电化学传感器 (Au@Pt NTs/PDMS)。该传感器在较大机械形变状态下，依然保持优异的电化学稳定性，对H2O2的检出限可低至25 nM，且具有良好的细胞相容性。基于此，该团队将表面培养有ECs的电极拉伸至不同幅度，模拟了正常血压(10%)和高血压(20%和30%)下ECs发生的机械形变，此外，通过将ECs预孵育特定蛋白再施加拉伸应力的方式，构建了高血压合并高血脂状态内皮细胞的机械形变，并实时监测了生理及病理条件下内皮细胞动态拉伸形变过程中的H2O2释放。结果显示，与正常血压相比，高血压条件下内皮细胞具有更高的氧化应激水平，且与拉伸幅度呈正相关；其次，相较于单纯的高血压，高血压合并高血脂条件下ECs具有更高的氧化应激水平，这些结果表明ECs力学信号转导中ROS的释放量不仅与拉伸幅度呈正相关，其它共存致病因素也会促进其释放。

该可拉伸电极为评估ECs机械转导中的氧化应激水平提供了一个良好的平台，将有助于理解机械力因素在血管相关生理病理中的作用。此外，通过与器官芯片集成，该电极有望系统研究多种力学信号同时刺激（如剪切力与拉伸应力）下的细胞力学信号转导过程。

这一研究成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是武汉大学化学与分子科学学院2019级博士研究生范文婷，通讯作者是武汉大学化学与分子科学学院刘艳玲副教授。