測量細胞周圍的壓力
人體內(nèi)的組織和器官通過細胞產(chǎn)生的力來塑造,推動和拉動,以“塑造”生物結(jié)構(gòu)。由于麥吉爾大學(xué)開發(fā)了一種新工具,科學(xué)家們現(xiàn)在可以觀察和繪制這些力量。麥吉爾化學(xué)工程系的助理教授克里斯托弗莫拉斯及其同事開發(fā)了球形彈簧狀傳感器,在實驗室的三維組織內(nèi)機械應(yīng)力下扭曲。傳感器接近構(gòu)成組織的單個細胞的大小。利用成像技術(shù)和計算方法,研究人員能夠計算導(dǎo)致球體變形的細胞產(chǎn)生的力。
作為第一個應(yīng)用,“微球應(yīng)力計”用于研究聚集在一起形成3-D細胞培養(yǎng)物的細胞。莫拉斯教授的研究小組觀察到在這一大量細胞周圍自發(fā)形成張力“皮膚”,使組織保持完整并處于機械壓縮狀態(tài)。最近在Nature Communications報道了這些發(fā)現(xiàn)。
“直觀地說,一些力量必須用于壓縮球體是有意義的:形狀的任何變化都需要一種力來實現(xiàn)這一點。但是,要意識到'皮膚'中相對較小的張力水平足以平衡內(nèi)部的大壓縮載荷。組織非常令人驚訝,并證明了相對較弱細胞的協(xié)調(diào)活動如何產(chǎn)生巨大的影響“,莫拉斯教授說,他也是加拿大先進細胞微環(huán)境研究主席。
他補充說,能夠?qū)⑸镂幕械牧α靠梢暬?,可以深入了解細胞與環(huán)境力學(xué)之間復(fù)雜的相互作用。“測量多細胞組織內(nèi)局部力的能力對于理解發(fā)育過程至關(guān)重要,并且在開發(fā)新型組織工程策略方面具有實際應(yīng)用價值,”Moraes補充道。
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