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测量细胞周围的压力

人体内的组织和器官通过细胞产生的力来塑造,推动和拉动,以“塑造”生物结构。由于麦吉尔大学开发了一种新工具,科学家们现在可以观察和绘制这些力量。

麦吉尔化学工程系的助理教授克里斯托弗莫拉斯及其同事开发了球形弹簧状传感器,在实验室的三维组织内机械应力下扭曲。传感器接近构成组织的单个细胞的大小。利用成像技术和计算方法,研究人员能够计算导致球体变形的细胞产生的力。

作为第一个应用,“微球应力计”用于研究聚集在一起形成3D细胞培养物的细胞。莫拉斯教授的研究小组观察到在这一大量细胞周围自发形成张力“皮肤”,使组织保持完整并处于机械压缩状态。最近在Nature Communications报道了这些发现。

“直观地说,一些力量必须用于压缩球体是有意义的:形状的任何变化都需要一种力来实现这一点。但是,要意识到'皮肤'中相对较小的张力水平足以平衡内部的大压缩载荷。组织非常令人惊讶,并证明了相对较弱的细胞的协调活动如何产生巨大的影响,“莫拉斯教授说,他也是加拿大先进细胞微环境研究主席。

他补充说,能够将生物文化中的力量可视化,可以深入了解细胞与环境力学之间复杂的相互作用。

“测量多细胞组织内局部力的能力对于理解发育过程至关重要,并且在开发新型组织工程策略方面具有实际应用价值,”Moraes补充道。

这项工作由加拿大癌症协会,加拿大自然科学和工程研究委员会和国立卫生研究院资助。

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