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基底硬度对肝细胞和肝癌细胞融合生长的影响

医用生物力学 2013年第1期28卷 91-96页

作者：张荣王红兵杨本艳姿谭乔燕杨力重庆大学生物工程学院重庆400044

目的通过比较融合生长肝细胞(L02)与肝癌细胞(HCCLM3)对不同硬度基底(0.5、4 kPa和玻璃)的响应,探查两类细胞融合生长差异的成因。方法运用实时显微摄影技术、免疫荧光染色、流式细胞技术及Western Blot-ting等试验方法分别检测融合生长... 详细信息

目的通过比较融合生长肝细胞(L02)与肝癌细胞(HCCLM3)对不同硬度基底(0.5、4 kPa和玻璃)的响应,探查两类细胞融合生长差异的成因。方法运用实时显微摄影技术、免疫荧光染色、流式细胞技术及Western Blot-ting等试验方法分别检测融合生长L02和HCCLM3细胞在不同硬度基底上的形态特征、骨架构象、E-cad和Integrinβ1表达分布,以及Src激酶活性水平的变化。结果 (1)融合生长L02细胞呈圆形或立方形,HCCLM3细胞呈多角形,铺展和极化更为明显;随基底硬度增加,L02细胞圆度随时间变化幅度较小,HCCLM3细胞变化幅度较大。(2)融合生长的L02细胞皮质下呈现环形骨架,E-cad定位于细胞-细胞接触处,HCCLM3中皮质骨架环不完整,胞内骨架沿基底呈放射状分布,E-cad呈弥散分布于细胞质中。(3)随基底硬度增加,L02和HCCLM3细胞中E-cad表达显著降低(P基底硬度对肝癌细胞钙黏素与整合素黏附系统平衡调节的影响较对肝细胞的影响明显。

关键词：肝细胞肝癌细胞基底硬度 E—cad分布 Src激酶活性

基底硬度介导IL-1β调控软骨细胞炎症响应

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太原理工大学学报 2024年第2期55卷 384-389页

作者：孟楠王笑笑张艳君陈维毅卫小春张全有太原理工大学生物医学工程学院山西晋中030600 山西医科大学第二医院骨与软骨组织损伤修复山西省重点实验室太原030001

【目的】基质力学微环境异常是导致骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的关键因素之一。然而,软骨细胞在基质力学微环境发生变化过程中的炎症响应目前尚不清楚。【方法】利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)模拟正常和OA软骨细... 详细信息

【目的】基质力学微环境异常是导致骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的关键因素之一。然而,软骨细胞在基质力学微环境发生变化过程中的炎症响应目前尚不清楚。【方法】利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)模拟正常和OA软骨细胞周基质(pericellular matrix,PCM)硬度,制备不同硬度的细胞培养基底,定量分析基底硬度和炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)协同作用对软骨细胞形态、炎症介质和基质重塑蛋白表达的影响。首先,定量分析了不同基底硬度和IL-1β对软骨细胞前列腺素E2(prostaglandin,PGE2)和一氧化氮(NO)分泌水平的影响;其次,采用免疫荧光技术分析了IL-1β对不同硬度基底上软骨细胞铺展面积和核面积的影响;最后,采用Western blot分析了不同硬度基底上软骨细胞Ⅱ型胶原(typeⅡcollagen,COLⅡ)和基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase-13,MMP13)蛋白水平的表达。【结果】实验结果表明,基底硬度介导软骨细胞对炎症信号IL-1β的响应。软基底显著增强PGE2和NO释放量(P基底能显著促进软骨细胞铺展面积、核面积(P<0.0001)和Ⅱ型胶原蛋白表达水平(P<0.01),IL-1β加入后同样能进一步增强这种调控作用。【结论】有助于揭示软骨细胞感受基质力学微环境的力学生物学调控机制,同时也为优化细胞诱导性生物材料的设计提供了参考。

关键词：软骨细胞基底硬度白细胞介素1β 细胞周基质 Ⅱ型胶原基质金属蛋白酶13

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不同基底硬度对人肝癌细胞黏附、铺展和迁移的影响

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医用生物力学 2012年第3期27卷 305-311页

作者：杨本艳姿王红兵谭乔燕杨力重庆大学生物工程学院 "生物流变科学与技术"教育部重点实验室重庆400044 重庆大学生物工程学院国家"111计划"基地重庆400044

目的研究不同基底硬度对肝癌细胞黏附、铺展和迁移行为的影响及对细胞骨架装配方式和细胞表面黏附蛋白整合素β1表达的调控,探讨基底的力学特性在肝癌细胞恶性转移过程中的作用。方法通过调节丙聚酰胺和双丙烯酰胺的比率制备不同硬度的... 详细信息

目的研究不同基底硬度对肝癌细胞黏附、铺展和迁移行为的影响及对细胞骨架装配方式和细胞表面黏附蛋白整合素β1表达的调控,探讨基底的力学特性在肝癌细胞恶性转移过程中的作用。方法通过调节丙聚酰胺和双丙烯酰胺的比率制备不同硬度的聚丙烯酰胺基底,并在基底表面裱衬2.5μg/mL纤维连接蛋白为细胞提供黏附位点;用显微观察并记录不同硬度基底上细胞黏附、铺展和迁移的变化,并用Image J软件定量分析;分别运用免疫荧光和流式细胞仪的方法检测不同基底硬度对肝癌细胞骨架装配和细胞表面整合素β1表达的影响。结果硬基底利于肝癌细胞的黏附和铺展并缩短细胞的铺展时间。过软(1.1 kPa)或过硬(玻璃)的基底都不利于肝癌细胞的迁移,肝癌细胞在中间硬度的基底上(10.7 kPa)迁移速率最高。硬基底促进细胞骨架的装配和整合素β1表达。结论基底硬度通过调节细胞骨架装配和整合素的表达从而影响肝癌细胞的黏附、铺展和迁移。

关键词：基底硬度细胞黏附细胞铺展细胞迁移肝癌细胞力学特性

基底硬度对肝细胞胞间粘附复合物稳定性的影响

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第三军医大学学报 2013年第20期35卷 2181-2186页

作者：王红兵张持杨力邹小兵于光磊刘美霞许蓉林雨重庆大学生物工程学院重庆400044 重庆大学化学工程学院重庆400044 重庆大学数理工程学院重庆400044

目的通过比较汇合生长肝细胞(L02)对不同硬度基底(3.6、10 kPa和30 kPa)的响应,探查细胞间粘附复合物稳定性差异的成因。方法运用实时显微拍摄观察L02细胞在不同硬度基底上的形态特征;采用免疫荧光染色技术检测细胞肌动蛋白骨架构象和β... 详细信息

目的通过比较汇合生长肝细胞(L02)对不同硬度基底(3.6、10 kPa和30 kPa)的响应,探查细胞间粘附复合物稳定性差异的成因。方法运用实时显微拍摄观察L02细胞在不同硬度基底上的形态特征;采用免疫荧光染色技术检测细胞肌动蛋白骨架构象和β-连环蛋白表达分布;应用Western blot方法检测β-连环蛋白的表达及其磷酸化水平。结果①不同硬度基底上汇合生长L02细胞间粘附复合物稳定性不同,在乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)作用下随基底硬度增加,细胞分离时间缩短;②汇合生长L02细胞在软基质上肌动蛋白骨架成皮质下环,β-连环蛋白分布于细胞连接处。随着基底硬度增大,细胞骨架环变得不完整,胞内骨架呈放射状分布,β-连环蛋白弥散分布于细胞质中;③随基底硬度增加L02细胞膜上β-连环蛋白表达显著降低(P基底硬度影响肝细胞粘附复合物稳定性,基底硬度越大复合物稳定性越差,这与基底硬度增加导致的p-β-连环蛋白(Tyr654)表达量增高有关。

关键词：肝细胞基底硬度粘附复合物 β-连环蛋白

基底硬度对玉米大斑病菌主要侵染结构和黑色素沉积的影响

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植物病理学报 2020年第2期50卷 228-237页

作者：刘炳辉周丽宏刘宁贾慧曹志艳董金皋河北农业大学生命科学学院保定071001 河北农业大学植物保护学院保定071001 河北省植物生理与分子病理学重点实验室保定071001

基底硬度是调控植物病原真菌侵染结构形成的重要物理信号。为探讨基底硬度对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)侵染能力的影响,本研究利用不同硬度的PDA培养基进行模拟试验,并在不同叶龄的玉米叶片上进一步验证,结果表明,基底硬度越大... 详细信息

基底硬度是调控植物病原真菌侵染结构形成的重要物理信号。为探讨基底硬度对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)侵染能力的影响,本研究利用不同硬度的PDA培养基进行模拟试验,并在不同叶龄的玉米叶片上进一步验证,结果表明,基底硬度越大,气生菌丝越少,菌丝分枝越多;硬基底上,病菌的分生孢子产量高,是软基底和适中硬度基底上的29.93和6.82倍,且硬基底上病菌附着胞形成率显著高于软基底。研究发现,在硬基底上生长的大斑病菌菌落颜色较深,菌丝中黑色素含量高。利用实时荧光定量PCR技术分析病菌黑色素合成途径中相关基因的表达情况,发现在硬基底上StMR1、StPKS、St4HNR、StSCD、St3HNR、StLAC1、StLAC2和StLAC4基因的相对表达量均高于软基底。上述结果说明,基底硬度影响了病菌形态结构的发育,导致了与侵染相关的黑色素含量的变化和侵染结构的形成,研究结果为探究植物病原真菌的侵染机制和病害防控提供了理论依据。

关键词：玉米大斑病菌基底硬度生长侵染

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基底硬度对软薄膜弹塑特性影响的数值研究

化工新型材料 2014年第8期42卷 104-107页

作者：刘子健程广贵石阳阳丁建宁凌智勇张忠强江苏大学机械工程学院微纳米中心镇江212013 阜宁经济开发区管理委员会盐城224400 常州市新能源重点实验室常州213164

以2种不同硬基底和相同软薄膜构成的2种软膜硬基系统为对象,利用ABAQUS软件仿真,分别研究了σr/σy=-1、0、1时纳米压痕过程中不同基底对薄膜弹塑性变形以及力学性能的影响,并以与薄膜同材料的块体试样作为参考。结果表明,同一试样的hf/... 详细信息

以2种不同硬基底和相同软薄膜构成的2种软膜硬基系统为对象,利用ABAQUS软件仿真,分别研究了σr/σy=-1、0、1时纳米压痕过程中不同基底对薄膜弹塑性变形以及力学性能的影响,并以与薄膜同材料的块体试样作为参考。结果表明,同一试样的hf/hmax在σr/σy=-1时较σr/σy=0时减小,随压深的增加而近似线性增大;σr/σy=1时hf/hmax较σr/σy=0时增大,且随压深的增大轻微的线性减小,基底的弹性模量越大,hf/hmax越大。σr/σy=0时试样均出现sink-in现象,σr/σy=1时sinkin加剧而σr/σy=-1时出现pile-up,随着压深的增加,两种应力状态下的sink-in或pile-up均有所减弱;基底的弹性模量越大,hc/hmax越大。

关键词： ABAQUS 基底硬度软薄膜弹塑特性

基底硬度的增加加剧肝血窦内皮细胞毛细血管化

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医用生物力学 2019年第A1期34卷 92-93页

作者：李珮文李宁龙勉中国科学院力学研究所生物力学与生物工程中心/工程化构建与力学生物学北京市重点实验室中国科学院微重力重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

肝血窦内皮细胞(Liver sinusoidal endothelial cell,LSEC)是肝内特化的毛细血管内皮,是保护肝细胞免受损伤的第一道防线。窗孔是LSEC的特征性结构,贯穿细胞,直径在50~200 nm。LSEC毛细血管化是肝纤维化过程中的一个显著病理特征,窗孔... 详细信息

肝血窦内皮细胞(Liver sinusoidal endothelial cell,LSEC)是肝内特化的毛细血管内皮,是保护肝细胞免受损伤的第一道防线。窗孔是LSEC的特征性结构,贯穿细胞,直径在50~200 nm。LSEC毛细血管化是肝纤维化过程中的一个显著病理特征,窗孔消失是毛细血管化的重要特征。目前对肝脏纤维化过程中组织硬度增加对LSEC影响的生物力学调控机制尚不清楚。本研究利用不同交联度的聚丙烯酰胺水凝胶体外模拟肝脏组织硬度的变化,并通过对相关力学敏感基因和蛋白表达检测、窗孔孔隙率的统计分析以及小分子抑制剂的使用,探究了基底硬度对LSEC毛细血管化和功能的影响及其相关分子机制。研究结果显示,硬度的增加加剧了LSEC的毛细血管化,在1、6、60 kPa的水凝胶上培养LSEC 3 d,孔隙率随体外培养时间和基底硬度增加而下降,同时LSEC毛细血管化的标志分子CD31膜表达也增加。窗孔的形成和存在与细胞骨架的重组之间存在密切关联,荧光成像显示肌动蛋白微丝紧紧围绕在窗孔的周围;使用肌动蛋白聚合抑制剂后,可观察到窗孔数目显著性增多;相应地,随着硬度增加,LSEC的肌动蛋白微丝也不断增加。采用Ⅱ型肌球蛋白抑制剂处理LSEC,因硬度增加所导致的窗孔退化加剧得到了有效抑制。此外,LSEC对氧化低密度脂蛋白有很强的吞噬清除功能,这种能力随体外培养时间增加而降低;有趣的是,在硬基底上的长时间培养比软基底上更好的保留了这种功能,提示一种可能的LESC细胞自我保护功能。对1 kPa和60 kPa水凝胶上培养的LSEC进行RNA测序分析,结果显示,在硬基底上与细胞骨架、胞间黏附、清道夫受体以及血管内皮细胞生长因子受体等相关的基因上调。以上结果表明,力学信号转导通路在肝血窦内皮细胞毛细血管化中扮演着重要作用,该研究的相关结果可为深入认识LSEC毛细血管化、治疗肝纤维化和肝硬化提供新思路。

关键词：肝血窦内皮细胞基底硬度毛细血管化窗孔力学信号转导

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基底硬度和表面形貌对细胞生物学行为的影响

细胞生物学杂志 2009年第5期31卷 608-614页

作者：王红兵林雨杨力邹小兵吴泽志重庆大学生物工程学院重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044

基底的物理硬度和表面形貌对锚着细胞的生物学行为有着深远的影响。生长在不同硬度基底的细胞其形态特征、粘着斑装配、细胞骨架状态都有很大差别。此外硬度梯度和各向异性可以诱导细胞定向迁移和生长,这些行为在许多病理生理过程中起... 详细信息

基底的物理硬度和表面形貌对锚着细胞的生物学行为有着深远的影响。生长在不同硬度基底的细胞其形态特征、粘着斑装配、细胞骨架状态都有很大差别。此外硬度梯度和各向异性可以诱导细胞定向迁移和生长,这些行为在许多病理生理过程中起到关键性作用,如组织发育、纤维化病变、肿瘤转移等。本文总结了近些年来有关方面的研究进展,重点讨论了基底硬度在细胞表型、组织稳定性维持方面的作用,并且对有关的信号转导机制进行了概述。

关键词：基底硬度表面形貌细胞表型力学信号转导

基底硬度对肝细胞和肝癌细胞迁移行为影响的比较研究

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基底硬度对肝细胞和肝癌细胞迁移行为影响的比较研究

作者：谭乔燕重庆大学

学位级别：硕士

目的通过比较分析不同硬度基底膜上肝细胞与肝癌细胞的迁移特征及其骨架构象和相关调节分子活性,探索肿瘤细胞迁移行为变化的成因,加深对肿瘤细胞迁移本质特征的认识。方法运用细胞形态学观察,图像分析软件等手段,分别对不同硬度基... 详细信息

目的通过比较分析不同硬度基底膜上肝细胞与肝癌细胞的迁移特征及其骨架构象和相关调节分子活性,探索肿瘤细胞迁移行为变化的成因,加深对肿瘤细胞迁移本质特征的认识。方法运用细胞形态学观察,图像分析软件等手段,分别对不同硬度基底上肝癌细胞,肝细胞迁移净距离、迁移速率、均方位移（Mean-squared Displacement, MSD）、随机运动频率（Random Motility Coefficient, D）、转向角和方向持续性（Directional Persistence, D/T）等参数进行定量分析;通过免疫荧光、酶谱等实验技术对不同硬度基底上细胞骨架变化及MMPs表达进行检测。结果不同硬度基底上HCCLM3和L02细胞的均方位移趋势一致,相对于极软（500Pa）和极硬（glass）基底,HCCLM3和L02细胞在较软基底（4000Pa）上具有较高的迁移速率和迁移净距离,且L02细胞对运动方向的维持能力较HCCLM3细胞高;加入40μg/mL MMPs抑制剂GM6001后,HCCLM3细胞的迁移速率、迁移净距离和对运动方向的维持能力一定程度的降低,L02细胞的迁移速率、迁移净距离和对运动方向的维持能力则显著降低;三维胶原基质中,HCCLM3细胞穿透基底膜的个数分别显著多于L02细胞穿透基底膜的个数;加入40μg/mLMMPs抑制剂GM6001后,HCCLM3细胞穿透基底膜的个数显著增加,而L02细胞穿透基底膜的个数显著减少。结论二维培养环境中,基底硬度对细胞迁移速率存在双向影响,L02细胞因有较高的方向持续能力而表现出高的迁移效率;三维胶原基质中,HCCLM3细胞释放出的阿米巴迁移行为是其具备更大侵袭能力的基础。

关键词：肝细胞肝细胞癌基底硬度迁移特征