Cortical cell stiffness is independent of substrate mechanics
Cortical cell stiffness is independent of substrate mechanics
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皮质细胞硬度与基底力学无关
DOI：
10.1101/829614
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Rheinlaender J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rheinlaender J
皮质硬度是一种重要的细胞特性，在迁移、粘附和生长过程中会发生变化。先前对可变形基质上培养的细胞进行的原子力显微镜（AFM）压痕测量表明，细胞会根据周围环境调整其刚度。在这里，我们表明，如果基底比细胞软，AFM 施加到细胞上的力会导致下面的基底发生显着变形。在使用标准赫兹模型分析数据时，这种“软基质效应”会导致细胞弹性模量的低估，有限元建模和校准聚丙烯酰胺珠、小胶质细胞和成纤维细胞的 AFM 测量证实了这一点。为了解释这种基底变形，我们开发了“复合细胞基底模型”。对基底压痕的校正表明，皮质细胞刚度在很大程度上独立于基底力学，这对于我们解释许多生理和病理过程具有重大意义。
Cortical stiffness is an important cellular property that changes during migration, adhesion and growth. Previous atomic force microscopy (AFM) indentation measurements of cells cultured on deformable substrates have suggested that cells adapt their stiffness to that of their surroundings. Here we show that the force applied by AFM to a cell results in a significant deformation of the underlying substrate if this substrate is softer than the cell. This ‘soft substrate effect’ leads to an underestimation of a cell’s elastic modulus when analysing data using a standard Hertz model, as confirmed by finite element modelling and AFM measurements of calibrated polyacrylamide beads, microglial cells and fibroblasts. To account for this substrate deformation, we developed a ‘composite cell–substrate model’. Correcting for the substrate indentation revealed that cortical cell stiffness is largely independent of substrate mechanics, which has major implications for our interpretation of many physiological and pathological processes.
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