Chiaro生物納米壓痕儀測量細胞邊界的彈性

機械穩(wěn)定性是上皮細胞片層的基本特性。它在很大程度上由皮質(zhì)細胞骨架緊密結(jié)合的細胞-細胞粘附位點決定。粘附連接相關(guān)的收縮性肌動球蛋白系統(tǒng)和橋粒錨定角蛋白中間絲系統(tǒng)之間的密切串擾對于上皮力學的動態(tài)調(diào)節(jié)具有決定性意義。

來自亞琛工業(yè)大學(RWTH Aachen University)的Rudolf E. Leube團隊，為了研究機械應力是否以及通過何種方式影響結(jié)塑性，滅活人角質(zhì)形成細胞(HaCaT)和犬腎細胞(MDCK)中的肌動肌蛋白系統(tǒng)，并監(jiān)測了橋粒蛋白周轉(zhuǎn)的變化。相關(guān)研究結(jié)果在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》雜志上以題目"Cortical tension regulates desmosomal morphogenesis"的文章發(fā)表。

Chiaro納米壓痕儀(Optics11 Life, Netherlands)安裝在倒置顯微鏡上，測量細胞邊界處的彈性力學特性。所有實驗均在加入對硝基-布比他汀或?qū)φ张囵B(yǎng)基后30-90 min內(nèi)，在37°C的培養(yǎng)室中進行。探針懸臂放置在給定細胞集落邊緣的兩個扁平細胞之間的邊界上，選擇Hertz模型來處理數(shù)據(jù)擬合載荷-壓痕曲線。

結(jié)果表明，對硝基-布比他汀對肌球蛋白II的部分抑制導致細胞彈性模量降低，并在形成新生橋粒的區(qū)域減少橋粒蛋白周轉(zhuǎn)，并且在較低程度上，在存在更大、更成熟的橋粒的區(qū)域。

橋粒蛋白受到的影響不同：橋粒斑塊蛋白橋粒蛋白橋粒蛋白I(DspI)和跨膜鈣粘蛋白橋粒芯蛋白2(Dsg2)的周轉(zhuǎn)率顯著降低。另一種橋粒鈣粘蛋白橋粒膠蛋白2(Dsc2)的周轉(zhuǎn)在測試條件下沒有顯著改變。同樣，粘附連接相關(guān)的E-鈣粘蛋白的周轉(zhuǎn)不受低劑量對硝基-布比他汀的影響。低劑量乳桿菌素B處理抑制肌動蛋白聚合和Y-27632處理抑制ROCK驅(qū)動的肌動肌蛋白收縮性也誘導橋粒DspI周轉(zhuǎn)率顯著降低。

綜上所述，皮質(zhì)力平衡的變化會影響橋粒的形成和生長。此外，它們差異調(diào)節(jié)橋粒蛋白周轉(zhuǎn)，導致橋粒組成發(fā)生變化。這些觀察結(jié)果可作為迄今為止未知的橋粒機械傳感和機械反應途徑響應力平衡改變的證據(jù)。

doi: 10.3389/fcell.2022.946190