Nature：挑戰常規！細胞通過力檢測感知它們的環境

　　在一項新的研究中，來自西班牙加泰羅尼亞生物工程研究所（IBEC）生物醫學系講師Pere Roca-Cusachs領導的一個研究團隊作出一個主要的結論：細胞能夠感知它們的環境的過程受到力檢測（force detection）的調節。相關研究結果發表在2017年12月14日的Nature期刊上，論文標題為“Force loading explains spatial sensing of ligands by cells”。

　　Roca-Cusachs說，“在這項研究中，我們確定了細胞如何以納米精度檢測分子（或配體）在它們的環境中的位置。當配體到達時，細胞會施加一個它們能檢測到的力。鑒于這個力依賴于配體空間分布，這能夠讓細胞感知它們的環境。這相當于在黑暗中通過你的手觸摸某人的臉部來識別他們的臉部。”

　　細胞與它們的配體（細胞微環境）之間的相互作用對維持組織功能是至關重要的，并且檢測細胞環境中的變化在所有存在組織重塑（比如胚胎發育、腫瘤增殖或傷口愈合）的情形下都是至關重要的。

　　論文第一作者、Roca-Cusachs實驗室博士研究生Roger Oria說，“根據這種細胞的力分布，它能夠影響基因轉錄的激活，這一現象決定著哪些基因表達。”

　　隨著深入地了解細胞如何檢測它們的環境，這些研究人員證實通過改變細胞環境的條件（產生胞外基質的這些配體的硬度和分布），他們能夠控制細胞的附著反應，甚至決定著細胞附著的范圍。Roca-Cusachs說，這個結果可能在腫瘤過程中起著重要的作用，這是因為更大的硬度與癌基因的更強激活相關聯。

　　這些研究人員已知道細胞能夠在納米尺度上感知空間和物理信息。事實上，人們曾認為它們能夠測量距離，因此人們就已假設存在某種導致這一過程的模式分子。根據Roca-Cusachs的說法，這項研究駁斥了這一假設，這是因為它證實細胞感知它們的環境而不是觀察它們的環境。

　　這些研究人員開發出較低硬度的凝膠基質，一層被整合素（integrin）覆蓋的金納米球圖案附著到這種凝膠基質上。細胞將這些納米球識別為配體，因此他們能夠測量細胞如何調節力分布和根據它們的密度，被它們附著的配體數量。