关键词：PIEZO;;MDA-MB-231;;机械力转导;;原子力显微镜
摘 要：机械力转导是一种能将机械刺激作用转化为生物信号的方式,在人体及绝大部分生物的日常生理活动中起着十分关键的作用。机械激活离子通道是机械力信号转导的重要载体。PIEZO蛋白是最新发现的一种机械敏感性阳离子蛋白通道,在脊椎动物中一般分为结构相似的PIEZO1和PIEZ02,这两类蛋白只有在生物体内协同作用才能产生效果。PIEZO蛋白可以通过外围叶片感知机械刺激,继而通过打开中心盖传输如K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Mn2+等阳离子。本论文选择了MDA-MB-231恶性人乳腺癌细胞,能够在没有其他额外处理的情况下表达出PIEZO蛋白的机械力敏感特性,并且有针对性地采用了原子力显微镜对PIEZO蛋白进行生物力学测试。主要工作概况如下:(1)通过原子力显微镜探针对PIEZO蛋白进行了瞬时力刺激实验,结果表明其能够在MDA-MB-231细胞上自然表达,受力刺激的细胞内钙离子浓度会在极短时间内急剧升高,并且快速地将这种改变传达给相邻的细胞。(2)PIEZO力学性能实验证明其表达概率在100-500nN范围内随所受压力增长而提高,且表达强度与其所属的细胞活性有关联。探针振动试验证明MDA-MB-231的细胞活性受细胞周期所影响,一直在随时间发生改变。(3)通过GsMTx4、SKF96365、EGTA、RR等药剂对PIEZO通道进行了阻断实验,结果表明PIEZO能被GsMTx4特异性阻断,且EGTA与RR实验证明PIEZO激活时钙离子从细胞外流向细胞内,说明其为牵张激活性阳离子通道。(4)通过对细胞膜表面进行AFM扫描与共聚焦观察,发现在细胞表面较为平滑的情况下其杨氏模量有较大起伏且非核区域存在较多丝状蛋白结构,这证明细胞膜受细胞内细胞骨架支持,其表面PIEZO通道可能与之产生联动。
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