蛋白诱导多肽共组装构建自适应性细胞外支架

目的合成支架具备高度可控的成分和低免疫原性,是细胞治疗中生物源基质的理想替代品。尽管现有的合成方法在模拟细胞外基质的稳态特性方面取得了显著进展,但仍无法完全复制其动态响应性,尤其是在模拟干细胞分化过程中细胞外基质所经历的化学变化和物理重塑等方面存在局限,这极大地限制了合成支架在临床治疗中的应用。方法为了解决这一难题,利用间充质干细胞在分化过程中的特异性表达的整合素作为引导,通过引入含有其结合配体基序的组装多肽分子,采用蛋白诱导分子自组装和多重蛋白诱导分子共组装技术,创建了黏附于细胞表面的纳米纤维支架材料。结合分子原位组装技术,靶向的整合素异二聚体精准地引导分子组装形成各向异性细胞外支架,并实现了干细胞与组装支架的紧密结合。结果这种支架具有可逆的分子间相互作用,随着细胞的机械状态和微环境变化实时调整和重塑,并控制细胞骨架的重排,实现了对间充质干细胞分化的定向调控。结论在此基础上,建立了多肽组装合成支架制作方法,并开发了一系列具有调控细胞机械信转导材料,有望在临床治疗中发挥重要作用,促进细胞治疗领域的进步。

整合素配体分布对肿瘤细胞迁移及其力学信号转导的调控机制

目的肿瘤细胞迁移和癌症转移是癌症治疗的关键挑战。整合素介导的力学信号转导过程影响着细胞形态、黏附及骨架重组,对肿瘤细胞的迁移行为调控至关重要。本研究探索了整合素配体在纳米尺度的空间分布如何精准控制肿瘤细胞迁移,并揭示了背后的力学生物学机制。方法采用了一种创新的基于分子组装的纳米制造策略来调控整合素配体分布。通过多肽配体的自组装实现了高达0.5~1.6 nm的配体展示密度;此外,通过将自组装配体与非功能性组装单元按不同比例混合,精确调控了材料表面的整合素配体密度,从而实现了对细胞迁移行为的正负双向调控。利用这一体系,系统地研究了不同配体空间分布模式对肿瘤细胞迁移能力的影响,包括细胞黏附、伪足形成、细胞极化等关键行为,以及这些行为如何协同作用以确定细胞的迁移方向和路径。结果和结论特别地,本研究将重点探究整合素配体密度的变化如何影响细胞内力学信号传递路径,以及这些信号如何与细胞骨架的重组和动态调控互动,进而调节肿瘤细胞的迁移行为。这项研究不仅将深化对肿瘤细胞迁移机制的理解,也为开发针对癌症转移的新治疗策略和靶点提供了科学基础。

整合素诱导多肽组装构建细胞外支架机械调控线粒体动态网络

目的癌细胞通常表现出升高的糖酵解活性,即沃尔堡效应。这种现象是由于线粒体功能障碍导致的缺氧所引起,进而导致癌细胞对治疗的抵抗性增强。细胞外基质可通过细胞机械信号转导影响线粒体形态和功能。因此,合成细胞外支架可通过改变细胞机械信号参与到线粒体的调控中,而作为一种治疗干预手段。然而,目前对于合成细胞外支架在这方面的影响和作用仍未被充分探究。方法采用整合素诱导多肽原位组装的方法,引入合成细胞外支架,与癌细胞之间建立密切的相互作用,并动态地调控线粒体网络的裂分-融合动力学。结果和结论实验证实,基于合成细胞外支架的干预手段通过改变细胞骨架结构,不仅能够抑制癌细胞的迁移能力,还能够阻碍癌细胞内线粒体的裂分和糖酵解活性。通过这种创新的治疗策略,有望克服癌细胞的抗药性问题,提高治疗的效果。这一发现为癌症研究和治疗提供了新的方向,有望推动抗癌治疗的进一步发展和改善。