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扫描离子电导显微镜（SICM）能够对细胞表面进行温和、非接触式成像，但由于质膜限制了纳米移液管的进入，SICM此前尚未被用于研究细胞内结构。在本研究中，我们将SICM与基于微声处理的细胞去顶技术相结合，在U2OS细胞中暴露出细胞内肌动蛋白应力纤维（SFs），以进行纳米拓扑和纳米力学表征。重要的是，去顶处理条件保留了肌动球蛋白的收缩性，从而能够分析ATP诱导收缩过程中SF结构和生物力学的变化。 静息状态下的SF平均高度为203±38 nm，平均宽度为357±73 nm，其表面呈现复杂的结构特征，表现为规则间隔的长程高度调制（周期约为500 nm；Wq约25 nm）以及更小且不规则的起伏（Ra约19.2 nm）。ATP刺激使SF的高度和宽度分别降低约39%和约15%，而其表面起伏模式总体上基本得以保留。在收缩过程中，部分SF分离为两条纵向细丝。高分辨率SICM成像还揭示了在力学上耦联相邻SF的丝状交联结构，纳米力学测量则表明收缩过程中局部刚度增加。 这些发现为理解SF收缩的结构与力学调控提供了新的见解，并凸显了SICM结合细胞去顶技术作为一种强有力平台的潜力，可用于以纳米级分辨率研究动态细胞内过程。
利用扫描离子电导显微镜研究收缩中肌动蛋白应力纤维的纳米结构与纳米力学 | bioRxiv
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利用扫描离子电导显微镜研究收缩中肌动蛋白应力纤维的纳米结构与纳米力学
Yanjun Zhang， Yasufumi Takahashi， You-Rong Lin， Andrew Shevchuk， Yuri Korchev， Clemens M. Franz
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735957
Yanjun Zhang 1 金泽大学 WPI Nano Life Science Institute； 在 Google Scholar 上查找此作者 在 PubMed 上查找此作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 保留所有权利。未经许可不得转载使用。
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发布于 2026 年 7 月 7 日。
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Yanjun Zhang， Yasufumi Takahashi， You-Rong Lin， Andrew Shevchuk， Yuri Korchev， Clemens M. Franz
bioRxiv 2026.07.01.735957； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735957
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Yanjun Zhang， Yasufumi Takahashi， You-Rong Lin， Andrew Shevchuk， Yuri Korchev， Clemens M. Franz
bioRxiv 2026.07.01.735957； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735957
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735957v1?rss=1
🏷️ 扫描离子电导显微镜 肌动蛋白应力纤维 纳米力学 细胞去顶技术 ATP诱导收缩