将细胞和组织结合在一起的Velcro样细胞蛋白在它们经历增加的张力时也会发挥关键作用。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一项新研究观察到,当以受控方式拉动时,这些称为钙粘蛋白的蛋白质与生长因子交流,以影响人类癌细胞的体外肿瘤生长。
这项由化学和生物分子工程教授DeborahLeckband领导的研究发现,与生长因子受体结合的钙粘蛋白可以感知机械力并通过改变细胞通讯和生长来做出反应。
研究结果发表在国家科学院院刊上。
当与正常组织中的钙粘蛋白分子结合时,生长因子受体无法与生长因子蛋白——它们促进组织生长所需的物质——交流。然而,该研究表明,钙粘蛋白键上张力应力的变化会破坏钙粘蛋白与生长因子的相互作用,从而开启组织中的生长信号。
Leckband说,为了证明张力如何影响组织生长,研究人员进行了一项实验,以观察体外人类癌细胞如何将机械信息转化为生化信号。
该团队使用了一个自制的“细胞拉伸器”,其中癌细胞在柔性介质表面上以薄层生长。当细胞被拉伸时,研究人员观察到可能增加组织生长和肿瘤发生的变化。
“这项研究证实,钙粘蛋白使用力来开启生化生长信号,”莱克班德说。“通过确认这些力引起的破坏,我们或许能够找到一种方法来突变钙粘蛋白分子,以防止某些类型的组织生长,例如转移性转化和肿瘤发生。”
该团队已经观察到人体上皮组织中的钙粘蛋白-生长因子受体复合物,并计划通过使用体外人体乳腺组织来扩展这一概念。
伊利诺伊州研究生BrendanSullivan和VinhVu;本科生阿德里安·卡普斯特卡;约翰霍普金斯大学的研究人员为这项研究做出了贡献。
Leckband还是化学和生物工程教授,隶属于贝克曼先进科学技术研究所、CarlR.Woese基因组生物学研究所和NickHolonyak微纳米技术实验室。