邓波儿 孔为民

    首都医科大学附属北京妇产医院妇瘤科，北京 100006

    细胞微环境是由细胞成份和非细胞成份组成的复杂支架，为细胞的生长提供了物理和化学基础。一般认为，与细胞生长相关的物理因素主要包括：流体静力压、剪切力、压缩力、张力和刚度等。刚度是微纳力学的重要参数之一，可理解为物质的硬度。研究发现，基底刚度在细胞的生长、活性、分化和迁移等生物学过程中均发挥着重要作用[1]。随着基底刚度的改变，特定的刚度刺激可使细胞表现出一定的分化、表达趋势[2]。然而，基底刚度如何调控细胞的生物学行为的相关研究少见，本文拟对基底刚度变化在细胞中的作用机制作综述总结。

    1 基底刚度概述

    细胞外基质的弹性模量在生物学上常被称为“刚度”。这种特性在体内并不是静态的，通常是以高度复杂的梯度显示，如组织界面处的刚度梯度、骨和软骨组织之间的转化等。基底刚度指细胞外环境的刚度，可理解为细胞生长环境的硬度。借由原子力显微镜的发展和应用，细胞和组织的刚度已经可以在实验室内进行测量[3]。人体皮肤弹性模量在2～20 kPa[4-5]，而人脑组织的弹性模量仅为1～2 kPa[6]。事实上，很多疾病的发生、发展都与相关组织力学性能的改变密不可分。如动脉粥样硬化性疾病，随着血管内脂质的沉积、血管壁基质改变及血管内皮细胞和平滑肌细胞的逐渐迁移，导致血管壁的刚度增加。因此，充分认识基底刚度对细胞的影响对理解疾病进展十分重要。

    2 基底刚度对正常细胞行为的影响

    基底刚度对于锚定依赖细胞的行为有着深远的影响，基底刚度主要通过聚集细胞表面整合素将产生的力学信号转导进入胞内，影响细胞生长及细胞因子分泌，也可以通过细胞骨架重塑影响细胞运动。整合素是一种黏附分子，由非共价结合的α 亚基和β 亚基配对形成异二聚体，主要参与细胞和细胞外基质之间的黏附[7]。整合素通过细胞膜内侧的支架蛋白与细胞骨架相连，向外与细胞外基质的特定配体蛋白相结合[8]。这种结构称为黏附复合物，在细胞与细胞外基质的黏附过程中发挥着重要作用 ......