单细胞SERS对双细胞膜受体表达的成像,受细胞外矩阵刚度影响

科学领域:

• 生物物理学和细胞力学
• 分子生物学和生物化学 分子生物学和生物化学
• 癌症研究和转移.

背景情况:

• 膜受体对细胞功能至关重要,并代表了重要的药物点.
• 细胞外矩阵 (ECM) 刚性会影响细胞行为,但它对膜受体异质性的影响还未得到充分研究.
• 传统的方法往往忽略了微环境硬度对受体表达的影响.

研究的目的:

• 开发一种in-situ成像方法,用于在具有不同刚度的基板上可视化单细胞膜受体.
• 为了研究膜受体表达的异质性,以响应细胞外矩阵刚性.
• 探索ECM刚性,受体表达和癌细胞迁移之间的关系.

主要方法:

• 开发了新的表面增强拉曼散射 (SERS) 基质,用于特定准蛋白质氨酸激酶-7 (PTK7) 和上皮细胞粘附分子 (EpCAM).
• 使用可调节的多烯胺 (PA) 凝 (2.5-25 kPa) 来模仿多种细胞外矩阵刚度.
• 在不同的硬度条件下,在单个癌细胞上实现了双膜受体的同时in-situSERS成像.

主要成果:

• 在单个癌细胞上使用SERS成功可视化PTK7和EpCAM表达.
• 观察到PTK7和EpCAM在癌细胞中表达的减少,这些癌细胞在比较软的基板上培养在较硬的基板上.
• 发现在更硬的基板上培养的癌细胞表现出增加的迁移能力.

结论:

• 开发的现场SERS成像平台有效地揭示了受ECM刚度影响的膜受体表达异质性.
• 在调节PTK7和EpCAM表达方面,ECM刚性起着重要作用,影响癌细胞的行为.
• 这种方法为膜受体在癌症转移中的作用提供了关键的见解,并为研究微环境对细胞信号传递的影响提供了一个工具.