癌症生物电子学中的基底化学:表型依赖的细胞–电极耦合与运动能力

由 root 提交于 周一, 10/26/2026 - 14:47
摘要

电极涂层常用于促进细胞附着于生物电子器件,但其对电极检测结果的影响受到的关注较少。对于电学特征尚未得到充分阐明、且涂层选择多沿袭神经科学研究惯例的细胞类型而言,这一问题尤为重要。本研究比较了三种侵袭性递增的乳腺上皮细胞表型,考察其在具有六种表面化学性质的叉指金微电极上的表现:未涂层金、聚-L-赖氨酸(PLL)、纤连蛋白、层粘连蛋白,以及以 PLL 为底层、分别覆以两种蛋白质的涂层(PLL+F、PLL+L)。我们在最初 17 h 内以 1 kHz 和 41.5 kHz 连续记录阻抗,在 24 h 时进行空间阻抗映射,并开展 50 h 迁移实验和单细胞轨迹分析,以评估细胞—电极耦合,并探究其与侵袭性谱系两端细胞运动性的关系。每种细胞系均呈现出自身的电学和迁移特征,且涂层的影响因表型而异。结果发现,在侵袭性细胞系中,初始耦合与运动性呈负相关;而在非致瘤性细胞系中,两者无相关性。我们得出结论:电极涂层是一个会与细胞表型相互作用、并具有自身电学特征的实验变量;因此,涂层的选择除需考虑生理相关性外,还应取决于实验对细胞附着性或运动性的需求。

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癌症生物电子学中的基底化学:表型依赖的细胞—电极耦合与运动

Catarina F. Jones,

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Rosalia Moreddu

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https://doi.org/10.64898/2026.10.21.755265

Catarina F. Jones

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在生物电子学中,人们通常会在电极上涂覆材料以促进细胞附着,但这些涂层对电极所测信号的影响却较少受到关注。对于电学特征尚未得到充分了解、且涂层选择多沿袭神经科学惯例的细胞类型而言,这一问题尤为重要。本研究比较了三种侵袭性逐渐增强的乳腺上皮细胞表型,将其接种于具有六种表面化学性质的叉指式金微电极上:未涂层金、聚-L-赖氨酸(PLL)、纤连蛋白、层粘连蛋白,以及分别在底层涂覆 PLL、上层涂覆上述蛋白质的基底(PLL+F、PLL+L)。研究采用了前 17 小时内以 1 kHz 和 41.5 kHz 进行的连续阻抗记录、24 小时空间阻抗映射、50 小时迁移实验以及单细胞轨迹分析。

以评估细胞-电极耦合,并将其与处于该谱系两端的细胞的运动性联系起来。每种细胞系均表现出其特有的电学和迁移特征,而涂层的影响取决于细胞表型。在侵袭性细胞系中,初始耦合与运动性呈反比关系;而在非致瘤性细胞系中,二者无明显关联。我们认为,电极涂层是一种与细胞表型相互作用的实验变量,并具有其自身的电学特征;因此,涂层的选择除了应考虑生理相关性之外,还必须由实验对贴壁细胞或运动细胞的需求所驱动。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

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发表于2026年10月23日。

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癌症生物电子学中的基底化学:表型依赖性的

癌症生物电子学中的基底化学:表型依赖性的细胞—电极耦合与运动性

Catarina F. Jones、Brindha Jeyaseelan、Rosalia Moreddu

bioRxiv

2026.10.21.755265

doi:https://doi.org/10.64898/2026.10.21.755265

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癌症生物电子学中的基底化学:表型依赖性的细胞—电极耦合与运动性

Catarina F. Jones、Brindha Jeyaseelan、Rosalia Moreddu

bioRxiv

2026.10.21.755265

doi:https://doi.org/10.64898/2026.10.21.755265

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关键词:癌症生物电子学 · 细胞—电极耦合 · 电极表面化学 · 细胞迁移 · 肿瘤侵袭性表型

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.755265v1?rss=1