血管破损后,血小板发生聚集并黏附到血管破损部位,实现止（凝）血功能。同时,这些激活了的血小板捕获循环的白细胞,并与其相互作用,启动炎症反应过程。血小板和白细胞间相互作用不仅由细胞因子、黏附分子、趋化因子的介导还将受到血流动力学环境的调控。白细胞膜上整合素的激活,是白细胞免疫应答的关键事件。而CD40L作为炎症反应过程中的关键分子,其如何在力学环境下通过与α5β1整合素相互作用介导白细胞的粘附行为这一过程尚不清楚。本文通过平行平板流动腔实验探究发现固定的单体CD40L与U937细胞上的α5β1整合素结合诱导了细胞发生黏附行为,且在力学的持续刺激下,α5β1整合素亲和力状态发生改变。利用单分子AFM技术表明二价离子调控CD40L单体介导的整合素亲和态,在Mn²⁺激活下,α5β1与CD40L的黏附频率及分子键生存时间明显增加,且分子键行为表现为“逆锁滑移键”。这些结果表明了持续力作用调控CD40L-α5β1相互作用。Mac-1-GPIbα相互作用处于循环血流中,是一个力化学偶联的过程,遗憾的是二者复合物的晶体结构尚未解析。目前,对于无晶体结构的蛋白常用的方法为同源模建、分子对接。无论刚性对接还是柔性对接,往往对接在预测复合物构象时的结果不理想。在本研究中,我们提出了基于柔性对接的构象筛选方法Force-ramp+Spring-back,并成功筛选出Mac-1-GPIbα复合物。该策略包括三个步骤:1)对接配合物的平衡分子动力学;2)平衡后对接构象的恒速拉伸和恒力拉伸模拟;3)对受力松弛后的构型重新平衡,进而获得新构象。通过对力松弛构象进行平衡,恒速度拉伸及恒力拉伸模拟,我们发现了经突变实验证实的关键残基ASP222,ARG218。其次,恒力拉伸结果表明Mac-1与GPIbα结合呈现双相力。在施加力的情况下,Mac-1-GPIbα的结合亲和力先增加（“逆锁键”）,然后再减少（“滑移键”）;且最优力为25 pN。综上所述,我们的研究结果不仅阐明了CD40L与α5β1整合素的力学调控机制,Mac-1/GPIbα相互作用的结构基础和机械调节机制,而且为了解不同细胞生物学过程中的相关信号传导提供了新思路,也为新型药物设计和相关疾病的治疗提供了新靶标。