顆粒在線訊：機(jī)械力刺激在細(xì)胞生長(zhǎng)、分化與通訊等重要生命活動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。近年來(lái)，機(jī)械門(mén)控離子通道蛋白Piezo的發(fā)現(xiàn)，為在分子水平上理解機(jī)械力對(duì)生物體的作用奠定了基礎(chǔ)。然而，如何在單細(xì)胞水平定量分析機(jī)械力對(duì)于細(xì)胞效應(yīng)的作用仍是難題。近日，中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)講席教授樊春海、教授邵志峰，與中科院上海高等研究院研究員胡鈞、李賓等合作，建立了基于原子力顯微鏡-熒光顯微鏡聯(lián)用的平臺(tái)，可在單細(xì)胞和細(xì)胞群水平精確施加納米機(jī)械力刺激，并實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞的自噬響應(yīng)。

　　自噬（autophagy）是細(xì)胞組分降解與再利用的基本過(guò)程，是細(xì)胞演化出的重要“清潔”機(jī)制之一，對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，并與癌癥、神經(jīng)退行性變、自身免疫性疾病等疾病相關(guān)。之前研究表明，針灸可以通過(guò)機(jī)械力刺激促使特定器官進(jìn)入自噬狀態(tài)，從而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生治療作用。因而，在單細(xì)胞水平、納米空間尺度上定量研究機(jī)械力與細(xì)胞自噬的關(guān)系，具有重要意義。本研究建立的在納米尺度上對(duì)單個(gè)活細(xì)胞進(jìn)行精確力學(xué)刺激的方法（“納米針灸”），為探索細(xì)胞自噬與機(jī)械力刺激的關(guān)系提供了可靠的模型和定量研究平臺(tái)?？蒲腥藛T在實(shí)驗(yàn)中觀察了在納米力作用下單細(xì)胞的自噬響應(yīng)，并觀測(cè)到相鄰的接觸和非接觸細(xì)胞中自噬體形成、降解和傳導(dǎo)的過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的自噬響應(yīng)水平與機(jī)械力的大小與作用面積密切相關(guān)。而相鄰細(xì)胞通過(guò)縫隙連接依賴機(jī)制亦可產(chǎn)生自噬響應(yīng)，這表明機(jī)械力刺激下的細(xì)胞自噬過(guò)程存在遠(yuǎn)程傳遞的可能性。這種基于原子力顯微鏡的納米針灸平臺(tái)，可作為一種工具闡明生物系統(tǒng)機(jī)械刺激機(jī)制，并為生物力學(xué)療法提供了精確的模型研究體系。

　　相關(guān)研究成果以Nanomechanical Induction of Autophagy-Related Fluorescence in Single Cells with Atomic Force Microscopy為題，發(fā)表在Advanced Science上。

“納米針灸”：活細(xì)胞在原子力顯微鏡探針施加的納米機(jī)械力刺激下產(chǎn)生自噬響應(yīng)