基于微流控的人类多能干细胞体节发生模型

以微流控系统为基础的体节发生模型研究 背景与研究动机 体节的形成在脊椎动物胚胎发育中起到至关重要的作用,尤其对胚胎肌肉骨骼系统的布局和功能产生了决定性影响。体节发生主要是通过双侧的原节中胚层(presomitic mesoderm, PSM)在头尾方向逐渐分段形成对称的上皮体节的过程。在该过程中,生化信号(如成纤维细胞生长因子FGF和视黄酸RA等)的梯度变化以及生物力学的影响是至关重要的。然而,现有的体节发生模型大多采用悬浮培养的方式,缺乏对生化梯度和力学信号的精确控制,限制了对复杂生化-生物力学相互作用的研究。 在此背景下,由密歇根大学和哈佛大学的研究团队合作开展了一项研究,通过微流控装置构建了人类多能干细胞(hPSC)来源的PSM组织模型,并在该模型中引入外源生化梯度,从而实现了体节发生...

单细胞拓扑分析免疫突触揭示细胞毒性的生物力学特征

单细胞拓扑分析揭示细胞毒性T细胞的生物力学特征 引言 近年来,对免疫系统功能在不同机械化学环境中的执行方式的研究表明,免疫细胞通过动态改变形状和对周围环境施力,来感知物理参数并激活免疫反应。这些物理参数对细胞的基因表达、新陈代谢以及中尺度细胞行为有重要影响。尤其是细胞毒性T细胞(CTLs),它们在杀伤感染或转化靶细胞时,释放穿孔素(perforin)和颗粒酶(granzymes),这种分泌行为与力学作用密切相关。然而,CTL衍生的力如何精确定位穿孔素和颗粒酶的释放,以及这些力对目标细胞膜的影响仍然是未解决的问题。有鉴于此,本文作者使用超分辨率牵引力显微镜(traction force microscopy, TFM)比较CTL与其他T细胞亚群及巨噬细胞形成的免疫突触,以揭示特殊的力输出模式,...