Cellular contact guidance through dynamic sensing of nanotopography.
Cellular contact guidance through dynamic sensing of nanotopography.
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DOI：
10.1021/nn406637c
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发表时间：
2014-04-22
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Losert, Wolfgang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Driscoll, Meghan K.;Sun, Xiaoyu;Guven, Can;Fourkas, John T.;Losert, Wolfgang
我们研究了表面纳米形貌对盘状变形虫（Dictyostelium disideum）的迁移和细胞形状动力学的影响。多个先前的研究已经暗示了在接触引导局灶粘连的模式。然而，我们观察到盘基骨菌沿着纳米级脊或沟槽的表面有明显的接触引导，即使这种生物缺乏基于整合素的粘附。与垂直于纳米脊移动的细胞相比，平行于纳米脊移动的细胞速度更快，锋面更突出，也更细长。定量研究表明，间距为1.5 μm的纳米晶片具有最佳的接触引导效率。由于盘形骨细胞表现出振荡的形状动力学，我们将接触引导建模为随机细胞谐波振荡器与纳米脊的周期性耦合的过程。为了支持这种联系，我们发现纳米脊形成了与纳米脊平行传播的纳米级宽度的肌动蛋白聚合波。
We investigate the effects of surface nanotopography on the migration and cell shape dynamics of the amoeba Dictyostelium discoideum. Multiple prior studies have implicated the patterning of focal adhesions in contact guidance. However, we observe significant contact guidance of Dictyostelium along surfaces with nanoscale ridges or grooves, even though this organism lacks integrin-based adhesions. Cells that move parallel to nanoridges are faster, more protrusive at their fronts, and more elongated than are cells that move perpendicular to nanoridges. Quantitative studies show that nanoridges spaced 1.5 μm apart exhibit the greatest contact guidance efficiency. Because Dictyostelium cells exhibit oscillatory shape dynamics, we model contact guidance as a process in which stochastic cellular harmonic oscillators couple to the periodicity of the nanoridges. In support of this connection, we find that nanoridges nucleate actin polymerization waves of nanoscale width that propagate parallel to the nanoridges.
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