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发布时间:2021/10/25 8:43:16关注度:2737
膀胱细胞会经历一个非常复杂的细胞外环境。流体剪切应力源于器官腔内的运动,并不断调节细胞生理反应。与此同时,膀胱细胞面临着与尿液中异生物质和代谢废物积累有关的“化学挑战”。
其实,膀胱细胞需要保持较高的机械感觉能力以及对化学物质的复杂反应。事实上,膀胱细胞在生理学本质上是由剪切应力形成的,使生理行为成为对化学和物理刺激的反应的组合。然而,维持这种可塑性的许多分子机制目尚不清楚。
近来自维也纳的家团队以此为起点,探索了 T24 膀胱癌细胞对剪切应力的适应潜力,以及对物理信号的反应有多少可以通过药物治疗或尿液中发生的异生素来改变,这些异生素在其分子机制中具有调节自噬的潜力。

部分实验内容:
剪切应力实验使用微流控灌注系统进行。在剪切应力实验之,将膀胱癌细胞系T24细胞与毒素或药理试剂孵育 24 小时,然后使用 0.03 ml/min 的流速施加剪切应力 3 小时。
Deoxynivalenol-3-Sulf 对 T24 细胞响应剪切应力的影响
组织蛋白酶 D 的表达与癌细胞的迁移潜能和运动能力有关。沿着这条路线,DON-3-Sulf可能会影响T24细胞对物理信号的反应。剪切应力是膀胱细胞生理环境的重要组成部分,因此,对这种刺激的反应曲线代表了这种细胞类型的核心功能特征。
实验观察到当在胶原蛋白 IV 涂层的载玻片上培养时,T24 膀胱细胞可以在剪切力刺激的 3 小时内改变它们的形状。在静态条件下与 DON-3-Sulf 孵育24 小时后,细胞与未处理的细胞无法区分。
然而,在应用剪切应力后,与硫酸盐代谢物预培养的细胞比对照组分布的更广泛。这种影响与细胞密度的变化无关。多个形态测量评估的其他参数,如圆度、直径、周长和短/长轴不受影响。
Deoxynivalenol-3-Sulf 和氯喹对T24 细胞响应剪切应力的影响
基于DON-3-Sulf孵育诱导的形态适应与增殖的分子效应相同的假设,研究人员在 CQ (30 µM) 存在下重复了实验。在这种情况下,当细胞被保存在静态容器中时,没有观察到细胞面积的差异。
然而,在 CQ 存在的情况下,细胞发展出数字状突起,表明粘着斑的形成增加。与剂量反应实验一致,在施加剪切应力后,与 DON-3-Sulf 孵育的细胞比对照组细胞扩散得更多。事实证明,与 CQ 共同孵育可有效阻断这种反应。
雷帕霉素对 T24 细胞响应剪切应力的影响
为了进一步探索调节自噬的化合物与T24细胞功能反应之间的关系,在暴露于自噬激活剂雷帕霉素后进行了额外的剪切应力实验 。与之的结果一致,在静态条件下与 1–100 nM 雷帕霉素孵育不会改变 T24 细胞的外观。另一方面,3 小时剪切应力刺激方案的应用导致表面积扩展的一致且显着增加。
实验结果:
总之,该研究描述了外源性物质如何改变溶酶体功能和自噬能力,从而影响膀胱细胞的生物力学顺应性。在分子水平上,至少可以确定两条主要途径。一方面,细胞骨架蛋白生理周转的下游影响,这包括溶酶体室的降解和内质网的从头生物合成。
此外,ER扩大产生的运动和物理约束及其与细胞骨架的结构连接似乎可以解释额外的机械应力吸收能力。事实上,我们可以观察到内质网调控是如何与细胞骨架动力学紧密相关的,以及它是如何追溯细胞对物理刺激的顺应性的,至少是短期(3小时)的适应。
总体而言,在静态条件下和存在剪切应力的情况下进行的实验之间的比较为理解 T24 膀胱细胞内质网应激反应和形态适应机制提供了一个重要的角度,并为尿液中的药物、污染物和代谢物的进一步药理学分析提供了坚实的基础。
参考文章:Del Favero G, Zeugswetter M, Kiss E, Marko D. Endoplasmic Reticulum Adaptation and Auhagic Competence Shape Response to Fluid Shear Stress in T24 Bladder Cancer Cells. Front Pharmacol. 2021 May 3;12:647350. doi: 10.3389/fphar.2021.647350. PMID: 34012396; PMCID: PMC8126838.
原文链接:https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/34012396/
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