我校邓林红教授团队王翔教授指导研究生李奥琦近期在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》(中科院医学二区,TOP期刊)发表了学术论文“Mechanical properties of tunneling nanotube and its mechanical stability in human embryonic kidney cells”。
细胞间隧道纳米管(tunneling nanotube,TNT)是近年来发现的一种连接相邻细胞的管状亚细胞结构。越来越多的证据表明TNT通过细胞间传递信号和转移细胞器在各种病生理过程中发挥独特的作用,因此TNT是一种潜在的治疗靶点。依赖TNT的通信效率很大程度上取决于细胞之间的TNT数量。然而,尽管TNT是物理上脆弱的结构,但目前我们对TNT的力学特征及其机械稳定性的决定性因素仍不清楚。
该团队使用原子力显微镜(AFM) 和微流控等技术(图A和C),研究了人胚胎肾细胞中TNT受力后的机械行为和丰度。AFM测量表明TNT的表观弹性系数为79.1 pN/µm。TNT的刚度和膜张力随长度增加而增加。由于TNT内F-actin的生长速率为0.26 µm/min,因此在拉伸速度低于 0.5 µm/min时,TNT表现出更高的机械稳定性。更重要的是,通过干扰TNT的细胞骨架、膜或粘附蛋白,该团队发现F-肌动蛋白和钙粘蛋白连接分别主要决定了TNT的拉伸强度和弯曲强度。这项研究建立了表征TNT机械性能和评估其机械稳定性的方法。对TNT的拉伸和弯曲强度的研究有助于我们了解TNT在组织复杂的机械微环境中的寿命和有效距离。此外,探索TNT成分在TNT稳定性中的作用可能为开发靶向TNT的药物提供新的线索。该研究受到了国家和江苏省自然科学基金面上等项目的支持。
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