公泽
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细胞迁移依赖于粘着斑(Focal Adhesion)在提供牵引力与实现快速周转之间的精妙平衡,这一过程主要由整合素与细胞外基质的相互作用介导。近日,武汉大学刘郑/陈伟团队与中国科技大学公泽团队在PNAS在线发表题为“Capped High-Force Integrin Bond Lifetimes and Spacing-Tuned Binding Frequency Drive Rapid Fibroblast Migration”的研究论文,该研究提出了一个全新的“二维黏附力学框架”,揭示细胞迁移速度由整合素—配体结合的频率与 受力持续时间协同决定。研究团队结合区块共聚物胶束纳米光刻技术与DNA力学探针对整合素结合事件进行精准调控,发现当配体间距约为 80 nm、整合素受力寿命被限制在中等范围时,成纤维细胞的迁移速度可提升至平时的 12 倍,呈现出类似免疫细胞般的高速迁移模式。机制研究显示,适度的结合频率与受力寿命可促进黏附斑快速周转、诱导树枝状Lamellipodia形成,并建立高效的力学传递路径。此外,通过敲除与阻断实验,作者进一步证明了α5β1 整合素是驱动这一高速迁移现象的主导亚型。本研究突破了传统“单参数”黏附模型,确立了结合频率与受力寿命共同塑造细胞运动能力的重要概念,为组织再生工程、肿瘤浸润动力学及力学生物材料开发提供了新的理论基础。
课题组冯可书和武汉大学博士研究生冯晶晶和为论文共同第一作者。武汉大学刘郑教授、陈伟副研究员、以及中国科技大学公泽教授为共同通讯作者,本研究工作获得了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、武汉市自然科学基金、湖北省博士后创新基金等的资助。