通过调控配体间距和配体-受体结合动力学来改变细胞迁移模式

【摘要】 目的 细胞通过单个整合素蛋白和细胞膜内较大的黏附复合物,来感知细胞外基质分子的密度和分布,从而在各种正常和病理情况下驱动细胞活动。先前的研究表明机械力在细胞感知纳米级配体间距上的黏附过程中发挥着重要的作用。然而,机械力是如何介导细胞感知配体间距从而调控细胞的迁移仍然知之甚少。本研究旨在揭示细胞迁移过程中感知配体间距的生物力学机制。方法 利用分子张力探针可视化技术和嵌段共聚物胶束纳米光刻技术相结合的方式制备可以调控整合素配体间距和配-受体结合动力学的基底,运用全内反射荧光显微镜观察成纤维细胞在该基底上的迁移。结果 在合适的配体密度和限制力阈值条件下,成纤维细胞可以从缓慢的间充质细胞迁移自发地切换到快速的阿米巴细胞迁移表型。而这种快速迁移现象的出现与机械力的大小和机械力的加载方式有关。此外,整合素β1的结合活性,是介导细胞发生快速迁移所必需的。结论 本研究提供了一种简便的方法来调节成纤维细胞的相对迁移速度和迁移模式,而这种感知配体间距的细胞迁移过程是整合素张力介导的。本研究工作为减少高度恶性癌细胞的扩散,延缓炎症过程中白细胞的入侵以及促进伤口的愈合等方面的研究开辟了新的可能性。更多还原