杨氏模量及细胞骨架重塑对肝癌细胞侵袭的影响

• 作 者: 温稳 张保平 白仲添 严俊 吴永娜 胡进静 王记增 李汛
• 机 构: 730000 兰州大学第一临床医学院,兰州大学土木工程与力学学院西部实害与环境力学教育部重点实验室,兰州大学第一医院普外二科,兰州大学第一医院普外二科,兰州大学第一医院普外二科,兰州大学第一医院普外二
• 出 处: 中华消化杂志
• 发表日期: 2015年35期
• 关键词: 杨氏模量 细胞骨架 显微镜 原子力 癌 肝细胞

目的

利用原子力显微镜(AFM)研究肝癌细胞侵袭能力与细胞骨架力学重塑的关系，探明肝癌发生、发展及侵袭过程中的力学特性。

方法

以4种不同侵袭能力肝癌细胞系(MHCC-97H细胞、MHCC-97L细胞、SMMC-7721细胞、Huh-7细胞)为研究对象，通过AFM测定细胞力学参数(杨氏模量)，采用免疫荧光染色研究不同侵袭能力肝癌细胞的细胞骨架重塑特性，并利用细胞划痕实验检测细胞迁移能力的差异对力学数据进行验证。采用Kruskal-Wallis H检验比较组间差异。

结果

AFM结果显示，按细胞侵袭力由低至高，Huh-7细胞胞质区杨氏模量为1 602.43(845.48, 3 317.25) Pa，SMMC-7721细胞为1 055.28(367.48, 2 280.77) Pa，MHCC-97L细胞为1 026.78(369.20, 2 019.96) Pa，MHCC-97H细胞为503.12(366.11, 700.31) Pa；Huh-7细胞胞核区杨氏模量为2 823.98(1 262.78, 4 440.07) Pa，SMMC-7721细胞为1 313.43(590.71, 2 678.62) Pa，MHCC-97L细胞为1 285.17(583.29, 1 961.19) Pa，MHCC-97H细胞为655.57(441.29, 943.39) Pa；随着细胞侵袭能力增强，胞质区和胞核区杨氏模量均逐渐降低(χ²＝472.78、622.43，P均<0.01)。免疫荧光结果显示，侵袭能力越强，细胞骨架完整性越差，细胞微丝分布越紊乱。划痕实验中MHCC-97H细胞24 h迁移率为46.67%，48 h迁移率为86.47%；MHCC-97L细胞24 h迁移率为45.70%，48 h迁移率为82.86%；SMMC-7721细胞24 h迁移率为39.41%，48 h迁移率为79.85%；Huh-7细胞24 h迁移率为34.60%，48 h迁移率为72.09%，呈现出随细胞侵袭能力增强而迁移率逐渐增加的趋势。

结论

侵袭能力越强的肝癌细胞其杨氏模量越低，细胞越软，形变能力越强，细胞骨架完整性越差，结构越趋于紊乱，反之亦然。