三维矩阵刚度调节了口腔状细胞癌球体的机械敏感性和表型变化
Maulee Sheth1, Manju Sharma1, Maria Lehn2
1Department of Biomedical Engineering, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio 45221, USA.
APL bioengineering
|August 2, 2024
概括
在3D培养中的癌细胞通过Piezo1和TRPV4离子通道感知矩阵刚度. 更硬的环境可以增强口腔癌球状体的生长,并促进前瘤原始的表型.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 细胞生物学 细胞生物学
- 癌症研究 癌症研究
背景情况:
- 细胞外矩阵的刚性会影响细胞的行为和瘤的进展.
- 像Piezo1和TRPV4这样的机械敏感离子通道对于感知物理刺激至关重要.
- 需要3D癌症模型来理解机械传导中的细胞与细胞相互作用.
研究的目的:
- 调查口腔状细胞癌球体如何在3D环境中感知矩阵刚性.
- 确定机械敏感离子通道在将硬度线索转化为细胞反应中的作用.
- 评估矩阵刚度对球状体生长和恶性表型的影响.
主要方法:
- 设计了一个具有可变矩阵刚度的3D球形培养系统.
- 在3D环境中培养口腔状细胞癌球体.
- 分析了球状体生长,蛋白质表达 (Piezo1,CD44) 和基因表达.
主要成果:
- 球状体生长在硬的细胞外基质中显著增强.
- 机械受体Piezo1和干性标志物CD44的蛋白质表达在刚性条件下增加.
- 观察到与机理受体,离子通道运输,ECM组织和瘤发生相关的基因的升级.
结论:
- 在3D球形中,口腔癌细胞使用Piezo1和TRPV4通道来检测静态矩阵刚度.
- 增加的矩阵刚度促进了口腔状细胞癌球体的亲瘤原生表型.
- 这项研究强调了3D微环境在癌症机械生物学中的重要性.
