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        在主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中測(cè)量的納米級(jí)力量講述疾病的故事
        
			
        
				2018-12-25 11:16:09
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        來(lái)自弗吉尼亞理工大學(xué)和匹茲堡大學(xué)的研究人員合作采用了一種新型納米級(jí)纖維系統(tǒng)，可以極其精確地測(cè)量單個(gè)細(xì)胞施加的微小力。該團(tuán)隊(duì)希望這個(gè)研究人員稱之為納米力顯微鏡(NFM)的平臺(tái)將提供有關(guān)平滑肌細(xì)胞生物學(xué)的新知識(shí)，這些知識(shí)可能對(duì)治療心血管疾病有影響，而心血管疾病仍然是美國(guó)的主要死亡原因。使用該平臺(tái)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行研究的結(jié)果發(fā)表在“細(xì)胞分子生物學(xué) ”期刊的“力量”雜志中，文章“人體主動(dòng)脈單個(gè)平滑肌細(xì)胞中力量的納米力顯微鏡”，2017年7月7日發(fā)表。
        

        在主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中測(cè)量的納米級(jí)力量講述疾病的故事
        

        匹茲堡大學(xué)心胸外科助理教授Julie Phillippi說(shuō)，這項(xiàng)研究的主要目標(biāo)是為實(shí)驗(yàn)研究提供健康的人類患者平滑肌細(xì)胞，以量化健康細(xì)胞在各種壓力條件下所經(jīng)歷的力量。纖維納米網(wǎng)本身是在弗吉尼亞理工大學(xué)副教授，美國(guó)細(xì)胞生物學(xué)會(huì)成員Amrinder Nain的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的。Nain說(shuō)，使用NFM測(cè)量的力包括細(xì)胞自身施加的力和環(huán)境對(duì)細(xì)胞施加的力。“在自然界中的一切發(fā)揮和經(jīng)驗(yàn)物理力，”奈恩說(shuō)。“這個(gè)平臺(tái)同時(shí)測(cè)量?jī)烧摺?rdquo;
        

        菲利皮說(shuō)，以前的工作測(cè)試了整個(gè)主動(dòng)脈組織的機(jī)械強(qiáng)度，了解單細(xì)胞生物力學(xué)是非常重要的。單細(xì)胞研究提供了對(duì)大多數(shù)細(xì)胞在其微環(huán)境中移動(dòng)時(shí)所形成的所謂的粘著斑所涉及的蛋白質(zhì)的深入了解。NFM組件旨在以盡可能生理學(xué)相關(guān)的方式模擬細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的膠原纖維中的細(xì)胞 - 支持細(xì)胞在生物體中生長(zhǎng)的基質(zhì)。通過(guò)以受控和可重復(fù)的方式改變纖維直徑，密度和間距來(lái)調(diào)整人造基質(zhì)，以及使用來(lái)自不同疾病嚴(yán)重程度的患病細(xì)胞的細(xì)胞，將使Phillippi和Nain能夠模擬細(xì)胞在許多現(xiàn)實(shí)情況下所經(jīng)歷的狀況。
        

        “我們已經(jīng)非常仔細(xì)地研究了ECM中的膠原蛋白和彈性蛋白纖維是如何排列的，微觀結(jié)構(gòu)和所有內(nèi)容都指向ECM中的微觀結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致主動(dòng)脈壁減弱和血管膨脹，” Phillippi。“我們不知道的是，這些ECM蛋白質(zhì)是從出生開(kāi)始就是這樣安排的，還是隨著時(shí)間的推移而發(fā)生的?或兩者兼而有之?細(xì)胞起什么作用?這個(gè)工程平臺(tái)將允許我們回答其中的一些問(wèn)題“。此外，Nain說(shuō)，NFM可以揭示從同一患者或從具有相同疾病狀態(tài)的單個(gè)細(xì)胞分辨率的不同患者獲取的細(xì)胞的異質(zhì)性。
        

        Phillippi和Nain的后續(xù)步驟包括測(cè)試Pittsburgh團(tuán)隊(duì)來(lái)自患者的大型主動(dòng)脈標(biāo)本庫(kù)，與匹茲堡大學(xué)心臟外科主任Thomas Gleason合作收集，建立了許多類型的基線力量數(shù)據(jù)庫(kù)研究人員和臨床醫(yī)生可用于診斷和治療疾病的細(xì)胞。Phillippi說(shuō)：“該平臺(tái)使我們能夠創(chuàng)建具有多層復(fù)雜性的體外疾病模型。”
        

        在更廣泛的背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維直徑，間距和方向的精確控制以模仿天然纖維環(huán)境的能力將允許NFM詢問(wèn)細(xì)胞在發(fā)育，疾病和修復(fù)生物學(xué)中的推進(jìn)和拉動(dòng)。
        
			

			
          
        
			
        
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