Relationships among cell morphology, intrinsic cell stiffness and cell-substrate interactions

مدول سلولی (سختی) یک خاصیت سلولی حیاتی است که در عملکرد سلول های طبیعی مهم است و به طور فزاینده ای با بیماری های مرتبط با آن ارتباط دارد. با این حال اکثر روش ها برای مشخص کردن مدول می توانند نتایج را تحریک کنند. در اینجا ما شواهد قوی نشان می دهیم که ماهیت بنیادین انرژی های آزاد همراه با تعاملات سلولی / سوبسترا تنظیم مورفولوژی سلول پایدار را تنظیم می کند و می تواند برای محاسبه مدول سلولی استفاده شود. این نتایج بر اساس یک مدل ریاضی بیوفیزیک و بر اساس مورفولوژی اندازه گیری شده سلول های کبدی طبیعی و سرطانی که در بستر تأیید می شوند، تایید می شوند. سلول ها مورفولوژی نهایی خود را با به حداقل رساندن کل انرژی آزاد در سیستم سلولی / سوبسترا انتخاب می کنند. مکانیسم کلیدی که سفتی سوبسترا بر روی مورفولوژی سلول اثر می گذارد، تقارن انرژی بین تأثیر تثبیت کننده انرژی چسبندگی بین سلول-سوبسترا و تأثیر بی ثبات کننده انرژی های کششی در سیستم است. با استفاده از این یافته ها، ما یک روش غیر انتسابی برای تعیین مدول ذاتی سلول ها با مشاهده تغییرات جهانی در مورفولوژی سلول در پاسخ به سختی سوبست ارائه می دهیم. ما همچنین اهمیت انتخاب یک شاخص مورفولوژیکی مربوطه، گرد و غبار سلولی، که نشان دهنده تبادل بین اشکال انرژی مؤلفه سلول سلولی است، برجسته می شود. بنابراین، تعامل سلول-سوبسترا را می توان با استفاده از بیوفیزیک پایه منطبق کرد، و مدول سلول به راحتی اندازه گیری می شود.