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背景：具有临床应用可行性的组织工程心脏瓣膜（TEHVs）的发展仍受限于宿主细胞浸润的不一致性。动态血流动力学环境可能在驱动或抑制细胞侵入过程中发挥核心作用，然而循环牵张对三维组织和支架中细胞迁移与增殖的影响仍在很大程度上尚未得到探索。鉴于已有证据表明单轴约束可促进细胞在三维基质中的定向侵入，我们假设单轴循环牵张会增强细胞侵入，尤其是沿牵张方向的侵入。 方法：我们将多细胞球体包埋于胶原水凝胶中，并对其施加单轴循环牵张（3–10%，1 Hz）两天，随后利用定制的图像处理程序定量分析其向周围细胞外基质中的侵入情况。研究选取了平滑肌细胞、瓣膜间质细胞和真皮成纤维细胞，以代表与TEHVs相关的细胞群体，并用于比较不同收缩性细胞类型之间的差异。为确定牵张引起侵入变化的潜在机制，我们通过凝胶收缩实验和肌球蛋白IIA抑制评估细胞张力的作用，并通过Ki67免疫染色评估细胞增殖。 结果：与我们的假设相反，循环牵张在所有细胞类型及各牵张幅度下均显著抑制了细胞向基质中的侵入。平滑肌细胞和成纤维细胞的侵入降低超过50%，而瓣膜间质细胞的侵入最高降低达99%。侵入抑制程度与细胞收缩性呈负相关，提示细胞自身产生的张力在其中发挥作用。抑制肌球蛋白IIA可在一定程度上恢复牵张条件下的细胞侵入，但仍未恢复至静态水平。与静态对照相比，受牵张的细胞球体还表现出细胞增殖降低。 结论：这些发现表明，肌动蛋白-肌球蛋白介导的机械转导参与了牵张诱导的细胞侵入抑制，并提示动态瓣膜环境可能限制宿主细胞对组织工程心脏瓣膜的再定植。更广泛而言，本研究加深了对循环牵张如何调控机械活跃组织中三维细胞侵入的认识，并对创伤愈合和癌症转移具有启示意义。
背景：临床可行的组织工程心脏瓣膜（TEHVs）的发展仍受限于宿主细胞浸润的不一致性。动态血流动力学环境可能在驱动或抑制细胞侵入过程中发挥核心作用，然而循环牵张对三维组织和支架中细胞迁移与增殖的影响仍在很大程度上未经探索。鉴于已有证据表明单轴约束可促进三维基质中的定向侵入，我们假设单轴循环牵张会增强细胞侵入，尤其是沿牵张方向的侵入。
方法：我们将多细胞球体包埋于胶原水凝胶中，并对其施加单轴循环牵张（3–10%，1 Hz），持续两天，随后采用定制的图像处理程序定量分析其向周围细胞外基质中的侵入情况。选取平滑肌细胞、瓣膜间质细胞和真皮成纤维细胞进行研究，以代表与TEHVs相关的细胞群体，并比较不同收缩性细胞类型之间的差异。为确定牵张引起侵入变化的潜在机制，我们采用凝胶收缩实验和肌球蛋白IIA抑制评估细胞张力的作用，并通过Ki67免疫染色检测细胞增殖。
结果：与我们的假设相反，循环牵张在所有细胞类型及各牵张幅度下均显著抑制了细胞向基质中的侵入。平滑肌细胞和成纤维细胞的侵入减少超过50%，而瓣膜间质细胞的侵入最多可降低99%。侵入抑制程度与细胞收缩性呈负相关，提示细胞自身产生的张力可能参与其中。抑制肌球蛋白IIA可部分恢复牵张条件下的细胞侵入，但仍未达到静态水平。与静态对照相比，受牵张的细胞球体还表现出较低的细胞增殖水平。
结论：这些发现表明，肌动蛋白-肌球蛋白介导的机械转导参与了牵张诱导的细胞侵入抑制，并提示动态瓣膜环境可能限制宿主细胞对组织工程心脏瓣膜的再定植。更广泛而言，本研究为理解循环牵张如何调控机械活跃组织中的三维细胞侵入提供了见解，并对创伤愈合和癌症转移具有重要启示。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.13.732094v1?rss=1
🏷️ 循环牵张 细胞侵袭 三维支架 机械转导 肌球蛋白IIA 组织工程心脏瓣膜