三维环境中的细胞-基质相互作用 细胞外基质的结构与功能 细胞外基质（ECM）是细胞微环境的重要组成部分，由多种生物大分子构成，如胶原蛋白、纤维蛋白、透明质酸和纤维连接蛋白等。ECM不仅为细胞提供结构支撑，还通过其力学特性和生化信号调控细胞的行为。例如，ECM的硬度、非线性弹性、粘弹性和塑性等力学特性能够影响...
细胞对ECM的作用力在3D中产生复杂的力学应力场，这些应力场反过来又作用于其他细胞，并触发施加这些力的细胞的反馈机制。这些力场可以用静水应力和偏应力来解释。静水应力是膨胀性的，或改变ECM体积，或从细胞的角度来看，反对或促进细胞体积变化。偏应力是变形性的，改变形状而不改变体积，是基质重塑和纤维排列所必需的。
结果表明,PIC 水凝胶类似于天然 ECM(例如:胶原蛋白和 Matrigel),可主动响应细胞牵引力,介导双向的细胞-基质相互作用。此外,他们还利用 PIC 水凝胶的可调性,系统分析了材料生化和机械性质对细胞和基质相互作用的影响,这为细胞生物力学的深入研究提供了良好的平台。 图丨PIC 基质中细胞介导的基质重塑(来源:PNAS) 河北...
由于基质随着时间的推移而改变其特性,因此细胞与生理ECM的相互作用是动态的,这些变化是由于基质的粘弹性(松弛、蠕变)、塑性、降解和基质沉积造成的。 自然ECM由于粘弹性和降解性随时间而耗散力和流动,并在塑性作用下产生永久变形。 这些相互作用取决于力或变形的规模(或大小),因为ECM的非线性弹性会导致基质阻力随着力...
作者还用该平台研究了这种有序结构的起源和作用,证实在体内观察到的细胞-ECM排列是从真皮内部自发组织的,该作用来源于可收缩的细胞对ECM的重新排列。细胞外环境的这种重新排列有助于进一步排列细胞,产生相互的细胞外基质交换,负责集体排列...
图1:组织力学、ECM 成分和细胞-ECM 机械相互作用 图2:3D 中的细胞-基质相互作用 ECM的结构特征:ECM的多种结构特征和复杂的力学特性在3D环境中对细胞行为的影响。 细胞-ECM相互作用的动态性:由于基质重塑,细胞与ECM之间的相互作用是动态的。 3D力学信号传递的机制:包括传统的整合素介导的路径和最近描述的机械敏感离...
随着生物医学技术的发展,研究细胞-基质相互作用的方法和技术不断更新和完善。在细胞与基质之间相互作用的研究中,三维细胞培养系统逐渐成为一种非常有价值的研究手段。 三维细胞培养系统是指将细胞分散于某一种具有三维结构的基质中进行培养,使得细胞与基质之间的相互作用和通讯更加真实地模拟人体内的情况。三维细胞培养系统...
细胞铺展是一旦细胞接触基质后粘附事件之后的初始动力学过程,这呈现了简化细胞-基质相互作用的良好原型14。为了研究基底刚度对细胞行为的影响并探索潜在的物理机制,我们选择了两种类型的人工基底,即PAAm和I型胶原修饰的PDMS。在此,具有不同的体积刚度的PAAm总是显示出不同的多孔网络结构。相比之下,无论PDMS本体有多软,...
1.细胞外基质的形成及调节: 细胞外基质的形成及调节主要与细胞表面受体、生长因子以及细胞基质互作等相关。生长因子可以促进或抑制细胞外基质合成,从而影响细胞外基质的形成和调节。另外,有一些蛋白质不能在凝胶状态下自行形成纤维,需要在细胞基质蛋白质的作用下形成。 2.细胞与细胞外基质之间的相互作用: 细胞和细胞外...
1、细胞外基质及其与细胞的相互作用一、概述细胞外基质指分布于细胞外空间,由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构,构成支持细 胞的框架,负责组织的构建;对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重耍的调控作用。是由一些不溶性大分子构成的、结构精细而错综复杂的网络结构; 为细胞的生存及活动提供适宜的场所,并通过...