《生物材料》：微型传感器揭示组织生长中的细胞力

美国布朗大学研究人员开发的一项新技术揭示了生物组织形成和生长过程中细胞水平的作用力。这项技术可能有助于更好地理解这些过程的具体机制，以及研究其对环境毒素或药物疗法做出的反应。

该研究已发表在期刊《生物材料》(Biomaterials)上。

该研究开发了一种球体微型传感器，并用它们进行了细胞培养实验。球体是由一种叫做聚丙烯酰胺的聚合物制成的。球体对新形成的组织的行为没有明显的影响，聚丙烯酰胺材料具有高度一致和可调的机械性能，这使得球体变得足够柔软，可以在受到细胞力时发生可测量的变形。

研究人员进行了一系列实验来测量间充质浓缩所涉及的力——干细胞聚集在一起并最终分化为组织特异性细胞类型的过程。这个过程对牙齿、骨骼、软骨和其他组织的形成至关重要。

在一项实验中，研究小组在细胞培养物中加入了力感应球，这些球聚集在一起形成多细胞球。培养物的显微镜图像每小时拍摄一次，持续14小时，使团队能够跟踪每种培养物中涉及的力随时间的变化。

实验表明，在这个过程的前5个小时左右，间充质凝聚所涉及的力是高度可变的，然后才稳定下来，形成更稳定的力分布。研究人员说，这是第一次测量这种力的动态。

为了验证球体是否对细胞力确实敏感，研究小组使用用细胞骨架抑制剂处理的培养物重复了实验，细胞骨架抑制剂是一种削弱细胞内微小收缩运动的药物。正如所料，球体在用药物处理的培养物中检测到明显较弱的力。

研究人员表示，希望这项技术能够揭示组织形成过程的基本细节。在未来，它还可以用于筛选旨在调节这些过程的药物，或测试环境毒素的影响;也可以用于组织工程。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0142961221000351