压应力作用引发细胞钙信号变化影响肿瘤细胞增殖与迁移的机制初探

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作   者：

闫巍;  严然;  刘贻尧;  李顺; 

作者机构：

电子科技大学生命科学与技术学院; 

期刊名称：

医用生物力学

i s s n：

1004-7220

年卷期：

2024 年 39 卷 0S1 期

页   码：

444

摘   要：

目的 肿瘤细胞受到由细胞增殖所引起的压力作用。细胞内各类钙离子通道可将机械信号转导为钙信号,调节细胞行为。本研究希望探究压力是否通过调节钙瞬态影响肿瘤细胞增殖、迁移,并阐明其潜在的分子机制。方法 构建体外肿瘤细胞压力加载体系,分析细胞增殖和迁移行为变化情况。利用钙探针,分析细胞钙水平变化与钙振荡频率变化。使用抑制剂与基因沉默探讨各类钙通道在压力应答中的作用,并进一步探究潜在的调控机制。结果 对MDA-MB-231和HELA细胞施加0～100 k Pa的气压,发现压力对肿瘤细胞增殖和迁移等行为的调节具有剂量效应,低压(40 k Pa)有促进作用,高压(60、100 k Pa)则会抑制。利用钙荧光探针标记胞内游离钙离子,在加压条件下对胞内钙离子进行时序分析,发现加压后钙信号水平均显著升高,钙振荡频率增加、振幅增大、振荡细胞占比增加。抑制PIEZO1会阻碍加压引起的钙信号变化,且钙振荡仅表现为实验起始的单次;抑制IP3R,钙信号与抑制PIEZO1类似且更强烈,并能完全消除钙振荡。结论 压力可激活肿瘤细胞PIEZO1和IP3R钙通道,调节胞质钙离子浓度,影响细胞钙信号动态,进而调控肿瘤细胞增殖和迁移行为。本研究阐明了压力通过钙信号转导途径影响肿瘤细胞行为的分子机制,为相关靶点药物开发提供新视角。