机械应力在细胞行为和命运中起着关键作用，影响着组织和器官的正确发育和功能。由于其复杂性在活的有机体内细胞环境下，大多数机械转导研究都依赖于其发展官方manbetx手机版在体外能够解剖细胞对特定机械刺激反应的技术。从这个角度来看，在体外细胞拉伸试验是进一步了解机械转导动力学的主要方法。

图1所示。

拉伸引起的反应通常发生在细胞表面靠近机械感觉部位的地方，在很短的时间尺度(如秒或分钟)内出现。这些包括拉伸激活的阳离子通道的打开、离子通量、整合素相关信号分子的酶活性的诱导、异三聚体g蛋白的诱导和活性氧的产生。

因此，创新研究工具的发展对于帮助解开细胞内机械传感元件和生化官方manbetx手机版途径之间复杂的相互联系至关重要。我们如何重现这种现象在体外并捕捉它们对细胞行为的早期影响?

首先，在施加静态或动态机械刺激期间或之后立即发生的这种机制的研究需要在暴露于机械拉伸期间对细胞进行实时成像。其次，需要在不干扰实时细胞成像的情况下干扰可溶环境。

目前有几种拉伸细胞的设备可用，其中基于微流体的小型化系统可以保证对细胞微环境的精确控制，这要归功于流体操作的低体积(nL到uL)和时间。然而，完全基于微流控技术的拉伸装置还没有完全开发出来，可以方便地与显微镜耦合进行实时分析。

我们开发了一种新型的多层微流控平台，可以在实时高分辨率共聚焦成像过程中对细胞进行精确的机械刺激，同时保持焦平面。该平台与微流控细胞培养室相结合，目的是在生化组成方面精确控制可溶性微环境，同时允许机械刺激以及与机械转导相关的细胞反应的快速分析(图1)。这样的系统是研究机械拉伸反应的快速事件的理想选择，特别是那些与细胞成分构象变化相关的事件，如膜或细胞骨架张力。

通过数值模拟优化装置设计，确定膜厚度、通道形状、外加压差等工作参数与胞体变形之间的相关性。该微流体装置具有完全的生物相容性，能够将培养细胞拉伸至总面积变形的20%，变形与施加压力差之间呈线性相关。通过改变器件设计和施加的压差，可以很容易地调节电池变形。这允许探索生理和病理应变条件，瞬时反应可以很容易地在多个细胞中同时分析，从而增加读数的意义。

利用开发的设备，我们通过荧光报告细胞系，在拉伸的头几分钟实时成像肌动蛋白丝的重塑，观察到肌动蛋白丝网络的重塑增加。该分析是在存在或不存在Latrunculin B的情况下进行的，Latrunculin B是一种有效的肌动蛋白聚合抑制剂，可破坏纤维组织。

总体而言，开发的设备允许精确的细胞机械刺激，在保持焦平面的情况下在高倍镜下实时显微镜分析，以及由于微流体细胞培养室内自动精确的介质输送而精确控制可溶性微环境的可能性的独特组合。这将进一步支持在机械转导领域不断增加的研究。官方manbetx手机版

Federica Michielin, Nicola Elvassore
帕多瓦大学，意大利帕多瓦

出版

一种新型芯片生物力学刺激微流控平台。
李建军，李建军，李建军，李建军，李建军，李建军
安生物医学工程2019年1月

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