通过扫描离子导电显微镜对细胞软凝系统的机械性能进行非侵入性纳米分辨率评估
Tatiana N Tikhonova1, Anastasia V Barkovaya1, Yuri M Efremov2
1Department of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University, 1/2 Leninskie Gory, 119991 Moscow, Russia.
International journal of molecular sciences
|January 8, 2025
概括
扫描离子导电显微镜 (SICM) 在仿生水凝上测量了MCF-7乳腺癌细胞的机械性质. 由于细胞骨变化,在更软的基板上观察到细胞软化.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 细胞力学 细胞力学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 生物仿真水凝对组织工程和药物输送有希望.
- 精确的机械评估水凝对于其应用至关重要.
- 评估细胞基质相互作用需要精确的机械表征.
研究的目的:
- 开发和应用扫描离子导电显微镜 (SICM) 来评估软水凝上MCF-7乳腺癌细胞的机械特性.
- 为了研究基质刚度对细胞力学的影响.
- 了解细胞机械特性与细胞骨变化之间的关系.
主要方法:
- 使用扫描离子导电显微镜 (SICM) 绘制MCF-7细胞的模分布图.
- 在不同硬度的基板上生长了MCF-7细胞:培养皿,Fmoc-FF水凝和Fmoc-FF/酸盐水凝.
- 采用原子力显微镜 (AFM) 进行比较分析和复合细胞基板 (CoCS) 模型来分析结果.
主要成果:
- 在MCF-7细胞中,SICM成功确定了Young的模量分布和核心位置.
- 随着基质的软化,MCF-7细胞的模量下降 (1050Pa在培养皿上,835Pa在Fmoc-FF上,600Pa在Fmoc-FF/chitosan上).
- SICM和AFM的结果显示出良好的一致性,支持了CoCS模型的有效性.
结论:
- 这项研究证明了SICM在软生物材料上精确机械评估细胞的能力.
- 更软的水凝基质诱导MCF-7细胞软化,这归因于细胞骨性质的变化.
- 研究结果提供了对细胞 - 支架相互作用的见解,这对于设计有效的组织工程支架至关重要.
