主关系定义单个成纤维细胞的非线性粘弹性

细胞的机械功能，如运动、收缩和分裂，由细胞骨架控制，细胞骨架是一种动态的生物聚合物网络，其机械特性仍知之甚少。我们对 3T3 成纤维细胞进行了单细胞单轴拉伸实验。通过在机械预应力的细胞上叠加小振幅振荡，我们发现了从线性粘弹性行为到幂律应力刚化的转变。来自不同细胞、跨越多个应力数量级的数据可以唯一地缩放，以获得粘弹性模量与平均力之间的主关系。值得注意的是，这种关系与变形历史、粘附生物化学和主动收缩强度无关。特别是，力是由细胞主动产生还是由外部拉伸施加是无关紧要的。我们提出，主关系反映了承受力的肌动蛋白细胞骨架的机械行为，这与从半柔性丝状网络已知的应力刚化现象一致。