生物材料制造以控制整合素的空间分布

来自日本的生物物理学家团队审查了生物材料开发的当前进展,以调节整个细胞膜中整联蛋白的空间分布及其在各种细胞功能中的介导。欧洲杯足球竞彩这项研究已发表在《杂志》上生物物理学评论

学习:开发生物材料以介导整联蛋白的欧洲杯足球竞彩空间分布。图片来源:Studiomolekuul/shutterstock.com

What are Integrins?

整联蛋白是整个细胞膜中存在的主要细胞受体之一,负责细胞粘附,无论是细胞与细胞粘附的细胞粘附,还是通过将细胞外的细胞外基质(ECM)偶联到细胞内的细胞骨骼肌动蛋白内。

这些机械连接是由细胞内或细胞外刺激启动的机械转换驱动的。整联蛋白与多蛋白粘附复合物结合并促进肌动蛋白聚合形成细胞机制,该机制不仅对生化刺激的反应,而且对ECM的物理和地形特性做出反应。这些多蛋白质复合物包括新生粘附(NAS),局灶性粘附(FA),原纤维粘附和滑动粘附。

肌动蛋白 - 整合蛋白链接和整联蛋白激活的形成。步骤1:低亲和力整联蛋白具有不活跃的弯曲构象。步骤2:通过细胞质蛋白或通过ECM配体激活的内部整合素激活,导致细胞外域的完全扩展。步骤3:开放的高亲和力活化整合素的细胞质腿域分离,并通过塔林与肌动蛋白细胞骨架联系起来。步骤4:多价配体结合诱导整联蛋白的聚类。

肌动蛋白 - 整合蛋白链接和整联蛋白激活的形成。步骤1:低亲和力整联蛋白具有不活跃的弯曲构象。步骤2:通过细胞质蛋白或通过ECM配体激活的内部整合素激活,导致细胞外域的完全扩展。步骤3:开放的高亲和力活化整合素的细胞质腿域分离,并通过塔林与肌动蛋白细胞骨架联系起来。步骤4:多价配体结合诱导整联蛋白的聚类。图片来源:X. Hu,Y. Zhang,生物物理学评论

Other than providing physical coupling, they also facilitate signal transduction between ECM and cell by modulating the signaling pathways of transmembrane protein kinases such as receptor tyrosine kinases (RTK).

根据这些信号提供的指示,细胞可以执行各种细胞功能,例如细胞生长,细胞分裂,细胞存活,凋亡(程序性细胞死亡),细胞分化和血液凝结。整联蛋白的其他功能包括充当某些病毒的受体,例如腺病毒,回声病毒,脊髓灰质炎病毒,汉塔病毒和脚和口腔疾病。

整联蛋白分为四个亚家族,例如胶原结合蛋白,层粘连蛋白结合蛋白,RGD结合整合素和白细胞整合蛋白。另外,他们有两个亚基,例如alpha和beta。这些亚基的组成因细胞和物种而异,它决定了哪种蛋白质复合物将与哪个ECM分子息息。

ECM是由细胞粘附分子和信号分子组成的网状网络。细胞粘附分子促进细胞凝聚力,而信号分子直接细胞形态和行为。

影响整联蛋白空间分布的因素是什么?

整联蛋白的空间分布以及整联蛋白与肌动蛋白细胞骨架之间的相互作用,控制基于整合素粘附的形成和动力学。这些粘连的形成和功能包括激活,聚类,生长,成熟和拆卸,这些粘连受到配体与整合素的亲和力调节。

The adhesion molecules are adaptor proteins such as talin and vinculin, and signaling molecules such as paxillin and FAK. Moreover, actin polymerization is also necessary for the formation of NAs.

ECM中的化学扰动通过整合素调节细胞功能:当细胞遵守呈现单价配体的生物材料时,局灶性粘附形成和细胞扩散受损;欧洲杯足球竞彩然而,用多价配体功能化的表面上培养细胞会促进粘附复合物和细胞扩散的形成(a)。整体和局部配体密度状态(b)中整合素信号传导的相图。

ECM中的化学扰动通过整合素调节细胞功能:当细胞遵守呈现单价配体的生物材料时,局灶性粘附形成和细胞扩散受损;欧洲杯足球竞彩然而,用多价配体功能化的表面上培养细胞促进了粘附复合物和细胞扩散的形成(一种)。整体和局部配体密度方案中整合素信号传导的相图(b)。图片来源:X. Hu,Y. Zhang,生物物理学评论

可以拆卸细胞后部和细胞中心区域附近的粘附复合物,以促进细胞迁移和扩散。粘附的拆卸主要是通过细胞骨架张力和酪氨酸磷酸化事件的变化来促进的。此外,其他几个方面,例如蛋白水解活化,微管靶向和基于肌动蛋白的收缩力也有助于这一过程。

粘附动力学包括粘附之间的过渡,例如形态学的变化范围,分子成分及其位置的变化,相关的细胞功能以及调节的细胞 - 矩阵相互作用。

因此,对特定整合素同工型分布的控制会导致控制粘附动力学,而粘附形成的控制会导致整合素分布的控制。影响整联蛋白分布的空间分布的因素是生物活性配体,化学和机械提示以及纳米/微米地形线索的非间隔。

哪些生物材料可以介欧洲杯足球竞彩导整联蛋白的空间分布?

生物材欧洲杯足球竞彩料,例如可以影响ECM的机械性能的聚合物,例如对整联蛋白介导的细胞粘附的弹性和粘弹性,可以有效地调节整联蛋白的空间分布。

ECM的弹性纤维主要由弹性蛋白和胶原蛋白组成。弹性蛋白纤维可提供弹性,而胶原蛋白纤维可提供强度和结构支持。该小组采用合成弹性体和本地弹性衍生物来赋予生物材料的弹性。欧洲杯足球竞彩

他们研究了合成弹性体,例如聚(甘油 - 脱酸)(PGS),聚(1,8-辛烷二醇 - 核酸酯)(POC)(POC),聚氨酯,聚氨酸酯,聚(e-丙酮酸酯)(PCL)(PCL),poly(poly(pcl),聚(4-hydroxybutyrate) (P4HB), poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), and poly(3- hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (PHBHHx) for tissue engineering purposes and found them exhibiting promising potentials.

ECM中的物理扰动通过整合素调节细胞功能:软底物上的细胞具有圆形形状,低摩擦和肌动蛋白流动。当用中间刚度和刚性底物上的细胞在底物上培养底物时,细胞形成应力纤维和更有条理的细胞骨架,具有极化的细胞骨架,高摩擦,稳定的应激纤维和高牵引力。

ECM中的物理扰动通过整合素调节细胞功能:软底物上的细胞具有圆形形状,低摩擦和肌动蛋白流动。当用中间刚度和刚性底物上的细胞在底物上培养底物时,细胞形成应力纤维和更有条理的细胞骨架,具有极化的细胞骨架,高摩擦,稳定的应激纤维和高牵引力。图片来源:X. Hu,Y. Zhang,生物物理学评论

粘弹性材料在固态中具有弹性欧洲杯足球竞彩能量的储存结合,并在液态下损失了机械能。它们响应恒定变形,并增加蠕变或应变,以响应恒定应力,它们表现出应力松弛。

聚合物that are inert to cell binding and not susceptible to biodegradation are applied as the scaffold of viscoelastic material. The researchers found alginate hydrogels crosslinked by ionic and covalent bonds, alginate hydrogels covalently grafted by polyethylene glycol (PEG) crosslinked by ionic bonds, hyaluronic acid (HA) crosslinked with dynamic covalent hydrazone and collagen I, and artificial protein EPE covalently crosslinked via terminal cysteines and physically crosslinked via midblock domain, P derived from the N-terminal fragment of the rat cartilage oligomeric matrix protein (COMP) are promising materials.

参考

X. Hu,Y. Zhang,开发生物材料以介导整联蛋白的空间欧洲杯足球竞彩分布,Biophysics Rev. 2,041302(2021)。https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0055746

免责声明:此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点,不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。

Bismay Prakash Rout

写的

Bismay Prakash Rout

Bismay是印度布巴内什瓦尔的技术作家。他的学术背景是工程学,他在内容写作,期刊审查,机械设计方面拥有丰富的经验。Bismay拥有材料工程的硕士学位,并从事机械工程,欧洲杯足球竞彩并对科学技术和工程充满热情。欧洲杯线上买球在工作之外,他喜欢在线游戏和烹饪。

Citations

请使用以下格式之一在您的论文,论文或报告中引用本文:

  • APA

    Prakash Rout,Bismay。(2021年11月23日)。生物材料制造以控制整联蛋白的空间分布。azom。于2023年1月24日从//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=57432检索。

  • MLA

    Prakash Rout,Bismay。“用于控制整合素的空间分布的生物材料制造”。azom。2023年1月24日。

  • 芝加哥

    Prakash Rout,Bismay。“用于控制整合素的空间分布的生物材料制造”。azom。//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=57432。(2023年1月24日访问)。

  • 哈佛大学

    Prakash Rout,Bismay。2021。生物材料制造以控制整合素的空间分布。Azom,2023年1月24日,//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=57432。

告诉我们你的想法

您是否有评论,更新或想添加到此新闻故事中的任何内容?

留下您的反馈
您的评论类型
提交