納米機(jī)械力引發(fā)細(xì)胞自噬研究取得新進(jìn)展
納米機(jī)械力引發(fā)細(xì)胞自噬研究取得新進(jìn)展
2021-11-01
機(jī)械力刺激在細(xì)胞生長、分化與通訊等重要生命活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用。近年來，機(jī)械門控離子通道蛋白Piezo的發(fā)現(xiàn)為在分子水平理解機(jī)械力對于生物體的作用奠定了基礎(chǔ)。然而，如何在單細(xì)胞水平定量分析機(jī)械力對于細(xì)胞效應(yīng)的作用仍然是一個難題。近日，上海交通大學(xué)樊春海院士、邵志峰教授與中國科學(xué)院上海高等研究院胡鈞研究員、李賓研究員等合作，建立了基于原子力顯微鏡-熒光顯微鏡聯(lián)用的平臺，可在單細(xì)胞和細(xì)胞群水平精確施加納米機(jī)械力刺激，并實(shí)時觀察了細(xì)胞的自噬響應(yīng)。該工作以“Nanomechanical Induction of Autophagy-Related Fluorescence in Single Cells with Atomic Force Microscopy”為題，發(fā)表于Advanced Science雜志。
?
自噬（autophagy）是細(xì)胞組分降解與再利用的基本過程，是細(xì)胞演化出的重要“清潔”機(jī)制之一，對維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，并與癌癥、神經(jīng)退行性變、自身免疫性疾病等諸多疾病相關(guān)。之前的研究已表明，針灸可以通過機(jī)械力刺激促使特定器官進(jìn)入自噬狀態(tài)，從而對機(jī)體產(chǎn)生治療作用。因而，在單細(xì)胞水平、納米空間尺度上定量研究機(jī)械力與細(xì)胞自噬的關(guān)系，有著重要意義。本研究建立的在納米尺度上對單個活細(xì)胞進(jìn)行精確力學(xué)刺激的方法（“納米針灸”），為探索細(xì)胞自噬與機(jī)械力刺激的關(guān)系提供了一個可靠的模型和定量研究平臺。實(shí)驗中觀察了在納米力作用下單細(xì)胞的自噬響應(yīng)，并觀測到相鄰的接觸和非接觸細(xì)胞中自噬體形成、降解和傳導(dǎo)的過程。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的自噬響應(yīng)水平與機(jī)械力的大小與作用面積密切相關(guān)。而相鄰細(xì)胞通過縫隙連接依賴機(jī)制亦可產(chǎn)生自噬響應(yīng)，這表明機(jī)械力刺激下的細(xì)胞自噬過程存在遠(yuǎn)程傳遞的可能性。這種基于原子力顯微鏡的納米針灸平臺，可以作為一種工具闡明生物系統(tǒng)機(jī)械力刺激機(jī)制，并為生物力學(xué)療法提供了一個精確的模型研究體系。
圖1：“納米針灸”：活細(xì)胞在原子力顯微鏡探針施加的納米機(jī)械力刺激下產(chǎn)生自噬響應(yīng)。
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202102989
供稿：樊春海課題組
上一篇 下一篇
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com