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揭示了細胞體積是細胞力學的一個關鍵參數
閱讀：671 發布時間：2017-6-30轉化細胞力學（cell mechanics）是生物力學的一個前沿領域，也是組織工程學的一個重要組成部分。它涉及細胞在力學載荷作用下細胞膜、細胞骨架的變形、彈性常數、粘彈性、粘附力等力學性能的研究，以及力學因素對細胞生長、發育、成熟、增殖、衰老和死亡等的影響及其機制研究。
細胞粘附是生物學中的基本現象。理解細胞粘附和脫粘的力學生物學機制，對理解細胞遷移、硬度感知、胚胎發育、細胞分化等生命現象并進一步指導改進細胞力學性質的測量方法與精度，具有重要意義。然而，目前的理論和實驗研究總是忽略在動態粘附過程中的細胞與周圍環境的物質交換，從而忽略細胞體積和壓力的變化，把細胞簡化為彈性球體或粘性液滴。
在前期對轉化細胞體積和壓力調控機制的研究 (Biophysical Journal, 105:609-619 (2013)) 和細胞在受限空間內的遷移機制的研究 (Cell. 157: 611–623 (2014)) 的基礎之上，進一步將細胞作為開放系統，研究了細胞體積和壓力調控如何影響粘附在兩個平行表面間的細胞的形貌和動力學。研究人員發現，取決于粘附能密度、兩個表面的間距、細胞的大小和柔性表面的剛度，粘附細胞可以是穩定的（凸的或凹的）或不穩定的（自發破裂或崩潰）。
在此基礎之上，研究人員發現凸、凹細胞的動態脫粘過程是*不同的，加載速率與細胞體積調控之間的競爭顯著影響粘附細胞的力學響應。zui后，研究人員發現，作為開放系統，貼壁細胞的脫粘也受到加載歷史的極大影響。該結果揭示了細胞體積是細胞力學的一個關鍵參數，對理解轉化細胞粘附相關過程和改進實驗方法具有重要意義。