
Mechanobiology in Medicine, Год журнала: 2024, Номер unknown, С. 100110 - 100110
Опубликована: Дек. 1, 2024
Язык: Английский
Mechanobiology in Medicine, Год журнала: 2024, Номер unknown, С. 100110 - 100110
Опубликована: Дек. 1, 2024
Язык: Английский
bioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory), Год журнала: 2024, Номер unknown
Опубликована: Авг. 5, 2024
Cell migration in narrow microenvironments is a hallmark of numerous physiological processes, involving successive cycles confinement and release that drive significant morphological changes. However, it remains unclear whether migrating cells can retain memory their past states, which could potentially enhance navigation through confined spaces. By combining cell assays on standardized microsystems with biophysical modeling biochemical perturbations, we demonstrate local geometry governs these switches, thereby facilitating passage long gaps. We uncovered long-term events cells, states correlated across transitions actin cortex remodeling. These findings suggest mechanical plays an active role migratory potential environments.
Язык: Английский
Процитировано
5Journal of Cell Science, Год журнала: 2025, Номер 138(5)
Опубликована: Март 1, 2025
The ability of cells to sense and respond mechanical signals is essential for many biological processes that form the basis cell identity, tissue development maintenance. This process, known as mechanotransduction, involves crucial feedback between force biochemical signals, including epigenomic modifications establish transcriptional programs. These programs, in turn, reinforce properties its withstand perturbation. nucleus has long been hypothesized play a key role mechanotransduction due direct exposure forces transmitted through cytoskeleton, receiving cytoplasmic central function gene regulation. However, parsing out specific contributions from those surface cytoplasm remains substantial challenge. In this Review, we examine latest evidence on how regulates both via nuclear envelope (NE) epigenetic machinery elements within interior. We also explore establishing memory, characterized by mechanical, transcriptomic state persists after stimuli cease. Finally, discuss current challenges field present technological advances are poised overcome them.
Язык: Английский
Процитировано
0APL Bioengineering, Год журнала: 2025, Номер 9(2)
Опубликована: Апрель 18, 2025
How forces and mechanics influence regulate living cells remains elusive. Mechanomemory, the response to a mechanical perturbation that persists after is removed, believed be key understanding impact of on cell functions. Recently, our lab has demonstrated presence mechanomemory lasts for ∼30 min applying external stress via integrins. Herein, we test hypothesis applications short intermittent episodes exert long-term effects process mechanotransduction. An Arginine-Glycine-Aspartic acid (RGD)-peptides-coated 4-μm magnetic bead was bound integrin receptors apply stresses surface Chinese Hamster Ovary cell. At same magnitude frequency (15 Pa at 0.3 Hz), multiple cycles externally applied 2 or 10 with 15 intervals, 30 plus load-free interval increased nuclear translocation YAP (Yes-Associated Protein) Ctgf gene expression, like by 60 continuous stress, but did not. Short durations F-actin in cytoplasm, which coincided elevated translocation. Inhibiting actomyosin not microtubules blocked stress-induced nucleus. Cells soft substrates translocate more than stiff load release. These results highlight stresses-induced cytoplasmic biological functions
Язык: Английский
Процитировано
0Biophysical Reviews, Год журнала: 2024, Номер 16(6), С. 833 - 849
Опубликована: Окт. 23, 2024
Cells and tissues are often under some level of confinement, imposed by the microenvironment neighboring cells, meaning that there limitations to cell size, volume changes, fluid exchanges. 3D culture, increasingly used for both single cells organoids, inherently impose levels confinement absent in 2D systems. It is thus key understand how different influences survival, function, fate. well known mechanical properties microenvironment, such as stiffness stress relaxation, important activating mechanosensitive pathways, these responsive conditions. In this review, we look at low, intermediate, high modulate activation mechanobiology tumor spheroids, with a specific focus on microwells, elastic, or viscoelastic scaffolds. addition, confining can drastically limit cellular communication healthy diseased tissues, due extracellular crowding. We discuss potential implications crowding molecular transport, matrix deposition, transport. Understanding sense respond various should inform design engineered matrices recapitulate physical tissues.
Язык: Английский
Процитировано
3Heliyon, Год журнала: 2024, Номер 10(20), С. e39148 - e39148
Опубликована: Окт. 1, 2024
Язык: Английский
Процитировано
1Proceedings of the National Academy of Sciences, Год журнала: 2024, Номер 121(52)
Опубликована: Дек. 19, 2024
Diverse tissues in vivo present varying degrees of confinement, constriction, and compression to migrating cells both homeostasis disease. The nucleus particular is subjected external forces by the physical environment during confined migration. While many systems have been developed induce nuclear deformation analyze resultant functional changes, much remains unclear about dynamic volume regulation confinement due limitations time resolution difficulty imaging PDMS-based microfluidic chips. Standard volumetric measurement relies on confocal microscopy, which suffers from high phototoxicity, slow speed, limited throughput, artifacts fast-moving cells. To address this, we a form double fluorescence exclusion designed function at interface microchannel-based PDMS sidewalls, that can track cellular dynamics By verifying vertical symmetry nuclei obtained computational estimates surface area. We then tracked area under physiological exceeding 30 frames per minute. find self-induced entrance into cell rapidly expands its until threshold reached, followed rapid decrease volume. next used osmotic shock as tool alter found response hypo-osmotic does not follow classical scaling laws, suggesting expansion potential envelope might be constraining factor confining environments vivo.
Язык: Английский
Процитировано
1Опубликована: Янв. 1, 2024
Язык: Английский
Процитировано
0Acta Biomaterialia, Год журнала: 2024, Номер 192, С. 61 - 76
Опубликована: Дек. 4, 2024
Язык: Английский
Процитировано
0Endokrynologia, Год журнала: 2024, Номер 29(3), С. 283 - 293
Опубликована: Окт. 30, 2024
Резюме. Огляд літератури присвячено маркерам та механізмам утворення метастазів. Акцент робиться на відносно маловивчених процесах – ролі жорсткості пухлини її оточення, участі в цих асоційованих із пухлиною фібробластів; формування преметастатичних ніш, переходу дисемінованих клітин у сплячий стан та, особливо, механізмам, які провокують вихід метастазів цього стану, що має суттєве практичне значення. Встановлено, сайти майбутніх не є пасивними приймачами ракових клітин, а вибірково й активно модифікуються первинною ще до того, як відбулося метастатичне поширення. Пухлини індукують мікрооточення віддалених органах, яке буде сприяти виживанню росту пухлинних після їх засіву метастатичні сайти. Підкреслюється важливість визначення факторів, сприяють формуванню ніш при карциномах щитоподібної залози (ЩЗ). Іноді, замість підвищують ефективність метастазування, можуть виникати спеціалізовані мікросередовища, яких пухлинні клітини виживають стані спокою. Зараз з’ясовуються клітинні молекулярні складові спокою клітин. Наведені фактори, спровокувати зі стану Головна увага приділяється метастазування ЩЗ трансформуючому фактору бета (transforming growth factor beta, TGF-β), матриксним металопротеазам (matrix metalloproteinases, ММРs), фібробластів 19 (fibroblast factors 19, FGF19), індукованому гіпоксією 1α (hypoxia-inducible factors, HIF-1α), судинному ендотеліальному (vascular endothelial factor, VEGF), фібронектину, інтегринам, альфа-актину гладких м’язів (α-smooth muscle actin, α-SMA), синдеканам, кіназам сімейства Src, осі CXCL12/CXCR4, стовбурових ін. Особливий інтерес викликають маркери, можна виявити плазмі крові методом тонкоголкової біопсії доопераційний період.
Процитировано
0Mechanobiology in Medicine, Год журнала: 2024, Номер unknown, С. 100110 - 100110
Опубликована: Дек. 1, 2024
Язык: Английский
Процитировано
0