气道光滑肌细胞的硬度介导机械感应在线性硬度梯度水凝上
Yong Hwee Tan1, Kimberley C W Wang1,2, Ian L Chin1
1School of Human Sciences, The University of Western Australia, Perth, WA, 6009, Australia.
Advanced healthcare materials
|April 9, 2024
概括
人类呼吸道光滑肌细胞感知硬度和细胞外矩阵蛋白质,影响呼吸道阻塞性疾病 (如喘和COPD) 的细胞行为.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞生物学 细胞生物学
- 呼吸系统医学 呼吸系统医学
背景情况:
- 阻塞性呼吸道疾病,包括喘和慢性阻塞性肺病 (COPD),涉及呼吸道光滑肌肉 (ASM) 的重塑.
- 在这些疾病中,细胞外矩阵 (ECM) 组成和ASM的刚性发生变化,但人类ASM细胞 (hASMCs) 如何感知这种微环境尚不清楚.
研究的目的:
- 研究hASMCs如何机械感知不同基质刚度和ECM蛋白质涂层.
- 阐明基质性质在hASMC机械转导中的作用,这与气道改造有关.
主要方法:
- 在不同拉伸条件下,在猪ASM层上使用单轴压缩测试仪测量ASM刚度.
- 线性刚度梯度水凝 (230 kPa范围) 用原I (ColI),纤维素 (Fn) 和胺 (Ln) 制造和功能化.
- 通过测量细胞和核大小,α-平滑肌动蛋白 (αSMA) 表达,Lamin-A强度和YAP局部化来评估hASMC机械感应,使用和不使用机械转导抑制剂 (blebbistatin,Y27632).
主要成果:
- hASMC机械感应与基质刚度有很强的相关性,影响细胞大小,核大小和αSMA表达.
- 在ColI和Fn涂层水凝上观察到硬度介导的机械感应,特别是Lamin-A强度和核/细胞质YAP比率.
- 抑制actomyosin收缩性 (blebbistatin,Y27632) 减少了大多数机能转导反应,包括细胞形态,αSMA,Lamin-A和YAP定位.
结论:
- 基质刚度和ECM蛋白质类型显著影响hASMC机械感应.
- 这些发现突出了在阻塞性肺部疾病中呼吸道重塑的背景下,生物物理线索和细胞反应之间的复杂相互作用.
