用原子力显微镜研究细胞弹性变化对整合素与配体相互作用的影响

用原子力显微镜技术，测定肝癌细胞在外界因素作用下，细胞弹性模量变化对膜上表达的整合素分子与配体分子相互作用的键断裂力以及反应动力学参数的影响。采用理论模型与实验验证相结合的方法，利用原子力显微镜的"力-距离"模式功能同时测量细胞弹性和整合素分子与配体分子间的相互作用，应用赫兹模型和动力学力谱模型分析实验数据，从而得到细胞弹性模量和整合素分子与配体分子的反应系数以及键的强弱和寿命。建立实时测量细胞弹性模量和整合素与配体相互作用的分子动力学研究方法，并揭示分子间相互作用机制，并期望获得肝癌细胞转移过程中细胞骨架-整合素-胞外基质之间相互作用关系。

本研究采用原子力显微镜的力—距离模式，考察了癌细胞在外界因素作用下，细胞弹性模量变化，以及其细胞整合素分子与配体相互作用的分子动力学行为；研究了癌细胞弹性变化对其表达的整合素分子与配体分子相互作用的影响。本研究以癌细胞及其表达的整合素分子和其对应的配体分子为研究对象，建立了实时测量细胞弹性模量和整合素与配体相互作用的分子动力学研究方法，研究了不同条件下细胞的弹性模量的变化以及细胞整合素分子与配体分子间的粘附力的大小变化，研究了细胞弹性模量对细胞粘附力的影响以及加载率对粘附力的影响。以壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶作为可变基底材料，构建了可使细胞弹性模量改变的胞外基底，通过研究发现:基底软硬度会影响细胞的弹性模量并引起整合素与配体分子间的相互作用力大小变化。同时研究了其他外界刺激（化学试剂、低渗等）对贴壁生长的肝癌细胞HepG2和悬浮生长的白血病Jurkat细胞弹性模量变化对膜上表达的整合素分子与配体分子相互作用的键断裂力的影响。本研究结果有助于更深入地了解癌细胞转移过程中细胞骨架-整合素-胞外基质之间相互作用关系。