使用基于AFM的技术,洞察纤维素纳米纤维和Matrigel水凝中的球形形成
Roberta Teixeira Polez1,2, Ngoc Huynh1, Chris S Pridgeon1,2
1Department of Bioproducts and Biosystems, School of Chemical Engineering, Aalto University, FI-00076, Aalto, Finland.
Materials today. Bio
|May 6, 2024
概括
细胞-生物材料相互作用影响3D细胞模型的形成. 纤维素纳米纤维素通过对E-和N-cadherins进行上调来促进紧的球体,与Matrigel不同,为药物研究提供了洞察力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 监管的转变有利于体外模型,增加了对先进的细胞培养技术的需求,如球体.
- 了解细胞矩阵相互作用对于选择适当的生物材料以支架为基础的3D细胞培养至关重要.
- 目前关于环境对球形形成的影响的知识仍然不完整.
研究的目的:
- 用原子力显微镜研究细胞-生物材料相互作用在球形形成中的作用.
- 为了比较 Matrigel 和纤维素纳米纤维 (CNF) 上的细胞粘附和细胞-细胞力.
- 阐明各种生物材料中球形形态差异背后的分子机制.
主要方法:
- 使用原子力显微镜 (AFM) 来量化细胞对Matrigel和CNF的粘附力.
- 在肝细胞癌 (HepG2) 和诱导多能干细胞 (iPS(IMR90) -4) 中测量了细胞-细胞粘附力.
- 分析了细胞粘附蛋白的基因表达 (E-cadherin,N-cadherin) 和整合素-氨酸相互作用.
主要成果:
- 无论是 HepG2 和 iPS (IMR90) - 4 细胞,都在 CNF 上形成了紧的球形,但在 Matrigel 上形成了松散的聚合物.
- 细胞类型特定的粘附蛋白表达,不仅仅是键强度,指定的球形紧度.
- CNF培养上调了E和N-cadherin的表达,促进了紧的球状体的形成.
- 马特里格尔培养导致整合素-氨酸结合和下调的E-cadherin,从而产生更松的聚合物.
结论:
- 细胞-生物材料相互作用显著影响3D细胞模型的开发和形态学.
- 表达的细胞粘附分子类型是球形形成的关键决定因素,比粘附强度更重要.
- 这些发现为设计改进的生物材料和3D细胞模型提供了基础,用于药物发现和疾病研究.
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