基质刚度调控细菌感化医治方面取得停顿

起源：北京年夜学 2021-09-18 07:23

致病菌挟制并内化入宿主细胞形成继续感化和继发感化。病原菌和宿主细胞实质上都生存在简单的物理力学微情况中，近年来越来越多的研讨标明：细胞外基质物理力学微情况（例如流体剪切力、浸透压、机器拉伸、界面粘附力以及细胞外基质刚度）在调理细菌和宿主细胞的心理病理功效和行动方面起着至关紧张的作用。然而，细胞外基质刚度等力学微情况因素若何调理细菌感化及抗菌医治的力学生物学机

致病菌挟制并内化入宿主细胞形成继续感化和继发感化。病原菌和宿主细胞实质上都生存在简单的物理力学微情况中，近年来越来越多的研讨标明：细胞外基质物理力学微情况（例如流体剪切力、浸透压、机器拉伸、界面粘附力以及细胞外基质刚度）在调理细菌和宿主细胞的心理病理功效和行动方面起着至关紧张的作用。然而，细胞外基质刚度等力学微情况因素若何调理感化及抗菌医治的力学生物学机制尚不了了。

北京年夜学工学院黄建永研讨员课题组在Biomaterials杂志上在线颁发了题为“Extracellular matrix stiffness modulates host-bacteria interactions and antibiotic therapy of bacterial internalization”的研讨论文，从力学生物学视角提醒了细胞-细菌互相作用的时空动静特征和纪律，在此根底上定量探求基底刚度关于内化的医治的调理作用和机制（图1）。试验发现，基底刚度会调控细菌对宿主细胞感化形式转变，细菌倾向于感化细胞片层中绝对高牵引力区域的细胞；基质刚度会调理细菌感化的时空动静和感化水平，在绝对软的基底上易于诱发局部重大感化和，而在绝对硬的基底上通常诱发弥散性感化和细菌侧向传达。该文同时甄别了细胞牵引力、细胞骨架、细胞膜上相关黏附分子在此中所起到的症结作用，并由此提醒了基底刚度关于医治的潜在影响和调理机制。植物试验进一步证明了基底刚度在细菌感化宿主细胞进程中的紧张调控作用。上述任务不仅提醒了基质刚度关于细菌感化的症结调控作用，也为从力学生物学角度改善临床对多药耐药的医治提供了新的思绪。

为了了了细胞外基质刚度是若何调控细菌内化的入侵纪律，研讨职员树立了一种基于柔性基底的细胞-细菌互作模子，成果发现跟着基底刚度添加内化菌的细菌总量反而削减，基底杨氏模量（E）与内化菌侵染细胞的数目（NIB）出现线性依赖关系。在较软的细胞外基质微情况中，病原菌出现出凑集性感化形式（随同内化细菌数目添加），而在较硬的细胞外基质微情况中，病原菌倾向于弥散性感化宿主细胞（但内化细菌数目却削减）。研讨职员定量表征了细菌内化内皮细胞单层进程中的细胞牵引力时空变动纪律，成果显示细菌入侵内皮细胞单层后其细胞牵引力都邑显着下降（在软或许硬基底上均是如斯），但乏味的是，内皮细胞单层中具备绝对较年夜细胞牵引力的上皮细胞个别更容易遭到细菌攻打和入侵，标明内化细胞单层的进程与细胞牵引力（及细胞内F-Actin骨架等）具备特定联系关系性。

研讨职员进一步提醒了细胞外基质刚度若何调控抗菌药物关于内化菌感化医治的力学生物学纪律。通过拔取两种罕见的广谱抗菌药物（环丙沙星和四环素）对处于分歧刚度微情况下的感化细胞单层进行医治，实验成果发现，较软的基质微情况更易于抗菌药物的药效发扬，能更高效地的肃清内化细菌。鉴于脂溶性高的药物医治内化菌后果好，研讨职员猜想抗菌药物医治内化菌的疗效应该取决于其进入细胞的浓度，也即存活于细胞内的内化菌的医治与抗菌药物在细胞内积聚的浓度间接相关。为此，该文通过液相色谱-串联质谱（LC-MS）阐发量化了细胞内抗菌药物积聚量，成果标明处于较软基质微情况中的内皮细胞单层内抗菌药物的积聚量更高，响应的药物功能也更好。软基质上细胞单层内的抗菌药物浓度根本都到达了1个MIC值（即四环素的胞内蓄积超过2 μg/mL，环丙沙星胞内蓄积超过1 μg/mL），预示着基质微情况刚度的下降（例如局部病灶组织的硬化）有助于抗菌药物更无效地肃清内化的。

综上所述，该文报道了细胞外基质刚度关于病原菌入侵内化宿主细胞的时空调控纪律，发现了基质刚度主导病原菌凑集性/弥散性入侵宿主细胞的内涵机制，提醒了在细胞内累积及其对内化细菌肃清效率与基质力学微情况因素之间的定量依赖关系。上述任务不仅关于加倍精准地节制抗生素使用、防止因抗生素使用适度而发生耐药性具备一定参考代价，也为从力学生物学角度改善多药耐药的抗菌药物医治方案提供了新的思绪。(100yiyao.com）

版权声明 本网站一切注明“起源：100医药网”或“起源：bioon”的笔墨、图片和音视频材料，版权均属于100医药网网站一切。非经受权，任何媒体、网站或团体不得转载，不然将追究司法义务。取得书面受权转载时，须注明“起源：100医药网”。其它起源的文章系转载文章，本网一切转载文章系出于通报更多信息之目标，转载内容不代表本站态度。不愿望被转载的媒体或团体可与咱们分割，咱们将立刻进行删除处置。

医药网新闻