在3D细胞培养中测量机械线索以建模树基质
Linda Srbova1, Ossi Arasalo1, Arttu J Lehtonen1
1Department of Electrical Engineering and Automation, Aalto University, Espoo, FI-02150, Finland. juho.pokki@aalto.fi.
Soft matter
|April 8, 2024
概括
我们开发了一种新的方法,用微观测量来测量乳腺癌流体的机械性质. 这项技术量化了瘤微环境的复杂,长度依赖的刚度,这对于了解癌症进展至关重要.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 癌症生物学 癌症生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 乳腺癌的进展受到瘤流层的生物机械和生物化学线索的影响.
- 当前的3D细胞培养模型部分模仿了肌体,但缺乏在相关尺度上测量矩阵力学方法.
- 了解树叶机理对于开发精确的癌症模型至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一种表征方法,用于量化长度尺度依赖力学和模仿树叶物质的异质性.
- 分析由酸盐和1型原蛋白组成的相互透网络 (IPN) 的粘弹性特性.
- 为了比较微整体测量和整体测量测量,并了解它们之间的关系.
主要方法:
- 基于探测器的微观测量与贝叶斯模型相结合.
- 使用酸盐支架和1型原蛋白制造相互透网络 (IPNs).
- 粘性弹性的分析,包括剪切模块和相角.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于结构分析.
主要成果:
- 微微风湿测量显示,与宏观风湿测量相比,细胞相关尺度 (10-100微米) 的硬度较低.
- 随着交叉连接 (高达15毫米Ca2+),IPN的刚度增加,并且可以通过原度和聚合温度来调整.
- IPN表现出结构和机械异质性,交叉连接影响了刚度异质性,但不影响相角.
- 更软的IPN在压力下变硬,模仿树皮结合蛋白的行为.
结论:
- 开发的微流体测量方法准确量化了长度尺度依赖的粘性弹性和异质性,以模仿流体的材料.
- 酸盐-原蛋白IPN可以被设计成复制乳腺癌层的关键机械性质.
- 这种方法对于推进3D细胞培养模型和研究癌症进展非常有价值.
