Почему клетки движутся быстрее через слизь, чем через кровь?

Почему клетки движутся быстрее через слизь, чем через кровь?

На поведение клеток влияют физические силы и механические свойства клеток и их микроокружения. Вязкость внеклеточной жидкости — компонента клеточного микроокружения — может варьироваться на порядок, но ее влияние на клеточное поведение остается во многом неизученным.

Новое исследование показало, что чем толще окружающая среда, тем сильнее клетки прилипают к субстрату и тем быстрее они двигаются. Это означает, что некоторые клетки движутся быстрее в более густых жидкостях, таких как слизь.

Объединив результаты исследований раковых и фибробластных клеток, ученые предполагают, что вязкость среды, окружающей клетку, является ключевым фактором, способствующим заболеванию. Это может помочь объяснить прогрессирование опухоли, образование рубцов в заполненных слизью легких, пораженных кистозным фиброзом, и процесс заживления ран.

Сергей Плотников, доцент кафедры клеточной и системной биологии Колледжа искусств и науки Университета Торонто и соавтор исследования, сказал: «Эта связь между клеточной вязкостью и фиксацией никогда ранее не демонстрировалась. Мы обнаружили, что чем толще окружающая среда, тем сильнее клетки прилипают к субстрату и тем быстрее они двигаются — например, ходьба по ледяной поверхности с шипами по сравнению с обувью без сцепления».

Поскольку раковые опухоли создают вязкую среду, которая позволяет распространяющимся клеткам проникать в опухоли быстрее, чем в нераковые ткани, крайне важно понять, почему клетки ведут себя таким неожиданным образом.

Поскольку раковые клетки ускоряются в более плотной среде, ученые считают, что образование складчатых краев на раковых клетках может способствовать распространению рака на другие части тела. с другой стороны, он может уменьшить повреждение тканей в заполненных слизью легких, пораженных кистозным фиброзом. Поскольку щетинистые фибробласты движутся быстро, они являются первым типом клеток, которые перемещаются через слизь к ране, способствуя заживлению, а не заживлению. Эти результаты могут также означать, что, изменяя вязкость легочной слизи, можно контролировать движение клеток.

Эрнест Ю, доктор философии студент кафедры клеточной и системной биологии и соавтор исследования, сказал: «Показывая, как клетки реагируют на свое окружение, и описывая физические свойства этой области, мы можем узнать, что влияет на их поведение и, в конечном счете, как на него повлиять».

Используя передовые методы микроскопии, ученые измерили притяжение, которое клетки проявляют для перемещения и изменения структурных молекул внутри клеток.

Они противопоставили клетки с гладкими краями клеткам с взъерошенными краями, таким как клетки рака и фибробластов. Они обнаружили, что взъерошенные края клеток воспринимают более плотную среду, вызывая реакцию, которая позволяет клетке тянуть сопротивление — взъерошенные края уплощаются, расползаются и прикрепляются к окружающей поверхности.

Был создан вязкий, похожий на слизь полимерный раствор, который отложился в различных типах клеток. Ученые заметили, что раковые клетки двигаются быстрее, чем нераковые клетки, когда они мигрируют через густую жидкость.

Плотников и Ю рассудили, что остановка миозина остановит распространение клеток. Однако они были удивлены, когда доказательства показали, что несмотря на это действие, клетки все еще ускоряются. Они обнаружили, что столбики актинового белка внутри клетки, которые способствуют сокращению мышц, стали более стабильными в ответ на густую жидкость, отодвигающую край клетки дальше.

Ссылка на дневник:

    1. Питтман М., Ю Э., Ли К. и соавт. Сморщивание мембран является механосенсором вязкости внеклеточной жидкости. физ. Физика (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01676-y

    Похожие сообщения

    Оставить комментарий

    ошибка: