Chiaro生物纳米压痕仪测量细胞边界的弹性

机械稳定性是上皮细胞片层的基本特性。它在很大程度上由皮质细胞骨架紧密结合的细胞-细胞粘附位点决定。粘附连接相关的收缩性肌动球蛋白系统和桥粒锚定角蛋白中间丝系统之间的密切串扰对于上皮力学的动态调节具有决定性意义。

来自亚琛工业大学(RWTH Aachen University)的Rudolf E. Leube团队，为了研究机械应力是否以及通过何种方式影响结塑性，灭活人角质形成细胞(HaCaT)和犬肾细胞(MDCK)中的肌动肌蛋白系统，并监测了桥粒蛋白周转的变化。相关研究结果在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》杂志上以题目"Cortical tension regulates desmosomal morphogenesis"的文章发表。

Chiaro纳米压痕仪(Optics11 Life, Netherlands)安装在倒置显微镜上，测量细胞边界处的弹性力学特性。所有实验均在加入对硝基-布比他汀或对照培养基后30-90 min内，在37°C的培养室中进行。探针悬臂放置在给定细胞集落边缘的两个扁平细胞之间的边界上，选择Hertz模型来处理数据拟合载荷-压痕曲线。

结果表明，对硝基-布比他汀对肌球蛋白II的部分抑制导致细胞弹性模量降低，并在形成新生桥粒的区域减少桥粒蛋白周转，并且在较低程度上，在存在更大、更成熟的桥粒的区域。

桥粒蛋白受到的影响不同：桥粒斑块蛋白桥粒蛋白桥粒蛋白I(DspI)和跨膜钙粘蛋白桥粒芯蛋白2(Dsg2)的周转率显着降低。另一种桥粒钙粘蛋白桥粒胶蛋白2(Dsc2)的周转在测试条件下没有显着改变。同样，粘附连接相关的E-钙粘蛋白的周转不受低剂量对硝基-布比他汀的影响。低剂量乳杆菌素B处理抑制肌动蛋白聚合和Y-27632处理抑制ROCK驱动的肌动肌蛋白收缩性也诱导桥粒DspI周转率显着降低。

综上所述，皮质力平衡的变化会影响桥粒的形成和生长。此外，它们差异调节桥粒蛋白周转，导致桥粒组成发生变化。这些观察结果可作为迄今为止未知的桥粒机械传感和机械反应途径响应力平衡改变的证据。

doi: 10.3389/fcell.2022.946190