Lamin B1通过染色质刚度而非核纤层刚度影响细胞核形状和完整性

细胞核的力学性质对于维持核完整性和功能至关重要。我们此前表明，染色质主导短程伸展力学，而核纤层蛋白则在长程伸展中提供应变硬化。为区分不同核纤层蛋白亚型的作用，我们对来源于核纤层蛋白A/C（Lmna-/-）和核纤层蛋白B1（Lmnb1-/-）敲除小鼠胚胎成纤维细胞的分离细胞核进行了显微操纵细胞核受力测量。核纤层蛋白A/C敲除并不改变细胞核的短程伸展刚度，但对于较长伸展下的应变硬化是必需的。相反，核纤层蛋白B1的缺失由于兼性异染色质丢失而降低了短程伸展刚度，而长程伸展中的应变硬化则略有增加。核纤层蛋白A/C和B1的缺失导致了相似的核纤层-染色质连接因子效应，因为LBR并未发生变化，而LAP2{beta}在两者中均降低。由具有刚性核纤层蛋白A/C和较软核纤层蛋白B1亚基组成的聚合物性核纤层外壳模拟模型，能够在定性上重现实验中核纤层蛋白敲除细胞的测量结果。核纤层蛋白A/C敲除导致异常的核形态，但不会引起核出芽或破裂；而核纤层蛋白B1敲除则与其他导致异染色质丢失的扰动类似，会导致核出芽和破裂增加。该研究阐明了核纤层蛋白A/C和B1在决定细胞核结构与完整性方面各自不同的力学作用。

细胞核的力学性质对于维持核完整性和功能至关重要。我们此前表明，染色质主导短程伸展力学，而核纤层蛋白在长程伸展中提供应变硬化。为区分不同核纤层蛋白亚型的作用，我们对来源于 lamin A/C（Lmna-/-）和 lamin B1（Lmnb1-/-）敲除小鼠胚胎成纤维细胞的分离细胞核进行了显微操作细胞核受力测量。lamin A/C 敲除并不改变短程伸展下的细胞核刚度，但对较长伸展范围内的应变硬化至关重要。相反，lamin B1 的缺失由于兼性异染色质的丢失而降低了短程伸展刚度，而长程伸展中的应变硬化则略有增加。lamin A/C 和 B1 的缺失导致了相似的核纤层蛋白—染色质连接因子效应，因为 LBR 未发生变化，而 LAP2β 在两者中均减少。一个由刚性 lamin A/C 和较柔软 lamin B1 亚基组成的聚合物核纤层外壳模拟模型，能够定性地重现实验中 lamin 敲除细胞的测量结果。lamin A/C 敲除导致异常的核形态，但并未引起核起泡或破裂；而 lamin B1 敲除与其他导致异染色质丢失的扰动类似，会导致核起泡和破裂增加。本研究阐明了 lamin A/C 和 B1 在决定细胞核结构与完整性方面不同的力学作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.744010v1?rss=1

🏷️ 核纤层蛋白B1 染色质刚度 细胞核力学 核完整性 异染色质 核形态