细胞收缩诱导细胞外基质中的长程应力硬化
生物物理
2022-06-08 v1 软凝聚态物质
定量方法
组织与器官
摘要
组织中的动物细胞由生物聚合物基质支撑，这些基质通常表现出高度非线性的机械特性。虽然基质的线性弹性会显著影响细胞力学和功能，但细胞如何反过来影响其周围基质的非线性力学仍 largely unknown。在此，我们展示了活的收缩细胞能够在三种不同的 3D 细胞外基质模型系统（胶原蛋白、纤维蛋白和 Matrigel）中产生巨大的刚度梯度。我们通过引入非线性应力推断显微镜（NSIM）来解读这一非凡行为，这是一种利用光镊通过非线性微流变测量来推断 3D 基质中应力场的新技术。利用 NSIM 和模拟，我们揭示了由局部细丝屈曲引起的细胞产生应力的长程传播。这种应力的缓慢衰减导致了观察到的细胞诱导基质刚度梯度的大空间范围，这可能形成细胞间机械通信的一种机制。
引用
@article{arxiv.1709.00793,
title = {Cell contraction induces long-ranged stress stiffening in the extracellular matrix},
author = {Yu Long Han and Pierre Ronceray and Guoqiang Xu and Andrea Malandrino and Roger Kamm and Martin Lenz and Chase P. Broedersz and Ming Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.00793},
year = {2022}
}