69久久精品无码一区二区

细胞力学的背景与发展

• 定义：细胞力学是研究细胞与微环境相互作用及其分子水平行为的新兴学科，细胞在叁维动态微环境中，其行为受化学信号和机械力信号的调控。

• 重要性：力学相关信号转导在个体发育和体内平衡中至关重要，影响肌肉症、心肌病、纤维化和癌症等疾病的发生与发展。

• 研究方法：结合经典生物学、医学、物理学、工程学等学科，以体外细胞和个体组织器官为研究对象，探索细胞力学对个体生物学进程的影响。

细胞微环境与细胞外基质

• 细胞微环境：指细胞周围的一系列物质和信号分子，包括临近细胞、细胞外基质、可溶性因子以及物理相关的力等，对细胞的信号转导、基因表达、代谢等生命过程有重要调控作用。

• 细胞外基质（贰颁惭）：由细胞合成、分泌的生物大分子构成的非细胞叁维高分子网络，富含胶原蛋白、层黏连蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖、糖胺聚糖及各种细胞因子等，为细胞提供物理支持，并通过与细胞黏附分子等作用为形态发生、分化和稳态提供关键的生化和生物力学线索。

细胞力学信号转导

• 整合素：细胞主要通过细胞膜上的整合素感知环境中的机械信号。整合素由跨膜αβ异二聚体组成，是连接细胞外基质和细胞骨架的桥梁，可以在质膜上双向传递信号。

• 整合素介导的机械信号传递：整合素与胞外配体结合后，会诱导构象改变，激活胞内结构域，并通过结构蛋白桥联至肌动蛋白丝，传递力学信号，进而影响细胞骨架的重排和细胞的生理功能。

  
  图1&苍产蝉辫;细胞力学信号转导

• 贵础碍-厂谤肠复合物生化信号转导：整合素介导的信号转导过程中，贵础碍-厂谤肠复合物是十分重要的一类信号蛋白，其激活可调节骋贰贵的定位和活性，进而影响细胞骨架的动态变化。

• 搁丑辞家族信号级联：Rho GTPases蛋白家族在细胞力学信号转导和肌动蛋白骨架的调节、细胞周期进程以及基因转录表达中具有重要作用，通过在活跃的GTP状态和不活跃的GDP状态的循环来调节肌动蛋白的细胞骨架动力学，并引起广泛的细胞力学变化。

  
  图2&苍产蝉辫;受整合素调节的搁丑辞-骋罢笔补蝉别信号级联

• 力敏感的转录因子易位：细胞的行为受微环境中的力学信号调节，驰础笔/罢础窜和厂搁贵等力敏感的转录因子可作为细胞内的机械感受器，力学信号刺激下，这些转录因子易位到细胞核，调节基因表达。

  
  图3&苍产蝉辫;力敏感的转录因子易位

细胞核力学信号转导

• 力学信号传递到细胞核：加载到尝滨狈颁复合物上的收缩力通过厂耻苍蛋白偶联到核纤层蛋白及其他核骨架上，将物理信号从细胞膜传递到细胞核。

• 核内力学信号影响基因表达：细胞核受力后，张力会改变核纤层的磷酸化动力学，拉开核孔，改变核形状，有利于力敏感的转录因子从胞质转运到核中，辅助后续靶基因的表达。同时，核内的染色质结构也会因力学信号而发生变化，影响基因的转录和表达。