皮膚是機(jī)體最大的器官，其能夠幫助機(jī)體有效抵御機(jī)械沖擊，為了確保這種保護(hù)作用，皮膚細(xì)胞之間必須緊密連接在一起，長期以來，研究人員并不清楚皮膚細(xì)胞如何在分子水平上維持這種機(jī)械穩(wěn)定性。

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近日，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自慕尼黑大學(xué)和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們通過研究闡明了皮膚中專門的粘附點—細(xì)胞橋粒（desmosomes）是如何應(yīng)對機(jī)械壓力的，文章中，研究人員設(shè)計了一種迷你測定裝置，其能檢測沿細(xì)胞橋粒各個單個組分的作用力，同時他們還闡明了機(jī)械力沿著這些結(jié)構(gòu)傳播的機(jī)制。

皮膚中的細(xì)胞能緊密連接在一起

我們的皮膚能保護(hù)機(jī)體免于外界影響，同時還能抵抗不同的壓力，當(dāng)暴露在巨大壓力下，皮膚必須能夠保證拉伸，但也不能發(fā)生撕裂；為了完成這種機(jī)械功能，皮膚細(xì)胞就要形成專門的粘附點—橋粒，其能夠增強(qiáng)細(xì)胞之間的粘附力。

細(xì)胞橋粒缺失的患者會遭受嚴(yán)重的皮膚障礙，尤其是在遭遇機(jī)械性壓力后才會出現(xiàn)，目前研究人員并不清楚其中所涉及的分子機(jī)制，以及機(jī)械性壓力如何影響細(xì)胞橋粒的單個組分結(jié)構(gòu)，這項研究中，研究人員就開發(fā)出了一種新方法來分析皮膚細(xì)胞不同粘附位點的分子機(jī)械力。

利用微型彈簧秤來測定細(xì)胞橋粒的機(jī)械力量

研究者Anna-Lena Cost說道，我們所開發(fā)的這種技術(shù)的作用方式類似于微型彈簧秤，力量傳感器（force sensor）由兩種熒光染料組成，其能通過一種可拉伸的肽類相連接，這種肽類能夠扮演彈簧的角色，其能被幾皮牛的力量所拉伸，隨后引發(fā)熒光染料輻射率的改變，因此研究人員就能通過顯微鏡觀察這種改變來確定單一結(jié)合位點機(jī)械力的差異。

這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，只要沒有外力，細(xì)胞橋粒就不會受到任何機(jī)械壓力，如果細(xì)胞被拉扯（這在皮膚中經(jīng)常發(fā)生）的話，機(jī)械壓力就會在橋粒中變得非常明顯，這些形式的壓力取決于力的大小和方向；最后研究者總結(jié)道，當(dāng)存在低水平的機(jī)械壓力時，細(xì)胞中的其它結(jié)構(gòu)也能夠承擔(dān)這個負(fù)擔(dān)，但如果壓力水平過高的話，橋粒就會及時來進(jìn)行救援。

原始出處：

Andrew J. Price, Anna-Lena Cost, Hanna Ungewiß, et al. Mechanical loading of desmosomes depends on the magnitude and orientation of external stress. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07523-0