过度拥挤所致的细胞膜曲率改变对肿瘤侵袭的影响及机制

目的肿瘤细胞异常增殖会产生组织内部愈发拥挤的力学环境。肿瘤细胞在狭窄空间内面对相互挤压所产生的物理刺激,会引发一系列力学响应。由于没有一个很好的体外群体细胞模型来模拟体内肿瘤原发灶的浸润过程,因此过度拥挤环境下的机械力如何调控肿瘤侵袭的生物力学机制至今不明。因此本项目的研究目的就是首先建立一个过度拥挤下的肿瘤细胞侵袭模型,并研究机械力调控肿瘤侵袭的力学生物学机制。方法(1)以肿瘤细胞A431为实验对象,构建过度拥挤环境下导致肿瘤细胞发生侵袭的模型。(2)利用超分辨共聚焦、原子力显微镜,扫描电镜等观察过度拥挤对细胞膜曲率和张力的影响。(3)借助活细胞工作站观察细胞膜曲率变化对拥挤应变的响应。(4)利用过表达Tocal-1细胞系干扰细胞膜曲率,探究细胞膜曲率在肿瘤细胞侵袭能力的变化。结果利用已建立的模型研究发现,过度拥挤通过影响细胞膜曲率促进肿瘤细胞侵袭。干扰膜曲率会逆转肿瘤细胞的侵袭过程。结论细胞增殖导致的过度拥挤应变会引发细胞膜曲率发生变化,从而诱导肿瘤细胞发生侵袭。细胞膜机械力敏感蛋白有关可能参与了这一过程,从而激发下游的信号通路。