نظام ضغط الخلية

ضغط الخلية هو عملية تطبيق الضغط الميكانيكي على الخلايا ، مما تسبب في تشوه و تؤدي إلى إشارات البيوكيميائية الداخلية ، وتستخدم على نطاق واسع في الجسم الحي ، الحركة ، المكروية الورم و التطبيقات الهندسية في المختبر .

نظام ضغط الخليةنظام ضغط الخلية

تعريف وتصنيف الأساسية

• تعاريفالخلايا هي تقلص إلى حد كبير و تغير شكلها بسبب القوة الميكانيكية الخارجية ( الصلبة الضغط ، ضغط السائل ، ضغط متناهية ، وما إلى ذلك ) .

• نوع ( حسب البعد )

• بعد واحد ضغطإذا كان غطاء الشريحة / الاغاروز لوحة الضغط ، الخلايا تصبح أرق في الاتجاه الرأسي ، عرضية تمتد بحرية .

• بعدين ضغطقناة ميكروفلويديك أفقيا مقذوف ، الخلية " تسطيح " في شكل مسطح .

• ضغط ثلاثي الأبعادالضغط الهيدروستاتيكي ، 3D مصفوفة القيود أو حجم الضغط ، وانخفاض حجم الخلية ، وزيادة الازدحام الجزيئي .

• وضع الوقت

• ضغط ثابتالضغط المستمر ( على سبيل المثال ، الأنسجة الثبات ) .

• دينامية ضغطالضغط الدوري / المتقطع ( مثل حركة المفاصل أو نبض القلب ) .

علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض في الجسم الحي

• عملية فسيولوجية

• التطور الجنينيالإشارات المضغوطة حمل التمايز ، وتشكيل مركز إشارة .

• التوازن التنظيميالجلد والعضلات والعظام تحمل باستمرار القوة الميكانيكية للحفاظ على هيكل ووظيفة .

• ممارسة التمثيل الغذائي: تقلص العضلات والمفاصل الضغط لتنظيم انتشار الخلايا وإصلاح .

• عملية مرضية

• المكروية الورمارتفاع ضغط الصلبة داخل الأورام الصلبة ضغط الخلايا السرطانية ، وتعزيز الغزو والانبثاث .

• التليففرط ترسب المصفوفة خارج الخلية يؤدي إلى ضغط الخلايا وتنشيط myofibroblasts . . . . . . .

• أمراض القلب والأوعية الدمويةارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين في خلايا بطانة الأوعية الدموية مواصلة الضغط .

الآلية الجزيئية ( الميكانيكية نقل )

1. غشاء الخلية و القنوات الأيونية: الضغط يزيد من التوتر الغشاء ، ينشطبيزوقناة أيون حساسة ميكانيكيا ، كاليفورنيا ۸ الداخلية الحالية تؤدي إلى المصب إشارة .

2. الخلويأكتين ، أنيبيب ، vimentin شبكة الاستشعار عن بعد تشوه ، ونقل القوة إلى نواة الخلية ، وتنظيم الكروماتين والتعبير الجيني .

3. الاستجابة النوويةبروتين الغشاء النووي ( على سبيل المثال ، لامين أ / ج ) يؤثر على طبقة من الألياف النووية و نشاط عوامل النسخ .

4. الازدحام الجزيئيالضغط الحجمي يمكن أن تزيد من تركيز الجزيئات داخل الخلايا ، وتسريع رد الفعل الأنزيمية ، وتعزيز فصل السائل المرحلة .

التقنيات التجريبية في المختبر

• الضغط الكليالوزن / مكبس الضغط الهيدروستاتيكي تجويف ، 2D / 3D الثقافة ، قوة التحكم ولكن دقة الفضاء منخفضة .
  
  

• رقاقة ميكروفلويديكmicrochannel الانكماش ( cellsqueeze ) ، غشاء مرن تشوه ، تدفق عالية ، دقة الخلية ، في الوقت الحقيقي التصوير .
  
  

• مجهر القوة الذرية ( فؤاد )microprobes دقة قياس صلابة وقوة تشوه المنحنيات .
  
  

• ملقط بصري / مغناطيسيالمجال المغناطيسي / ضوء مجال التلاعب الخرز أو الخلايا ، وتطبيق الضغط المحلي .
  
  

خامساً - التطبيقات الرئيسية

• البحوث الأساسية: mechanotransponding الآلية ، تنظيم مصير الخلية ، المكروية الورم الميكانيكا .

• الطب التجديديالضغط الناجم عن تمايز الخلايا الجذعية ( على سبيل المثال ، osteogenic والغضاريف ) ، هندسة الأنسجة البناء .

• العلاج بالخلاياس

• تسليم الخلية: cellsqueeze عابر ثقب ، استيراد البروتين ، سيرنا ، crispr معقدة ، وكفاءة عالية ، سمية منخفضة .

• تنشيط الخلاياضغط معتدل يعزز النشاط انتيتومور قدرة الخلايا المناعية ( مثل الخلايا التائية والخلايا القاتلة الطبيعية ) .

• علاج الأمراضس

• ورمالهدف ضغط جنبا إلى جنب مع العلاج الكيميائي / العلاج الإشعاعي ، وتعزيز تغلغل المخدرات وقتل الآثار .

• مكافحة الشيخوخةضغط السائل محددة ( على سبيل المثال ، μ - CPR منصة ) ينشط انتشار الخلايا الجذعية الشيخوخة ، وتحسين حيوية الخلية .

المعالم الرئيسية والآثار

• ضغط السعة: 10 ٪ - 50 ٪ مشوه ، منخفضة جدا ، لا تستجيب ، عالية جدا مما تسبب في تلف الغشاء أو موت الخلايا المبرمج .

• حجم الضغطالمستوى الفيزيولوجي 1-10 الجيش الشعبي الكوري ، علم الأمراض يمكن أن تصل إلى أكثر من 100 الجيش الشعبي الكوري .

• نافذة الوقتعلى المدى القصير ( ثانية - دقيقة ) تنشيط القنوات الأيونية و مسارات الإشارات . على المدى الطويل ( ساعة - يوم ) تنظيم التعبير الجيني والتمايز .

سابعاً - الخلاصة والتوقعات

ضغط الخلية هي العملية الأساسية التي تربط بين الميكانيكا والبيولوجيا . البحوث الحالية تركز علىدقة التحكم في الضغط ، آلية التحليل ، التحول السريريفي المستقبل ، جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا النانو و البيولوجيا التركيبية ، ومن المتوقع أن تطوير " الميكانيكية " المخدرات لعلاج الأورام والأمراض التنكسية .

هل تريد مني أن أركز على ما سبق في صفحة واحدة من النقاط الرئيسية التي يمكن استخدامها مباشرة في التجربة ( مجموعة الضغط ، والمعدات الموصى بها ، والفهارس الرئيسية ) بحيث يمكنك البدء في التجربة مباشرة ؟

الاتحاد العالمي للدراسات العليا ، والتفاصيل والأسئلة010 - 67529703 "