环形开放式微流控平台揭示了胶质母细胞瘤细胞的粘度驱动机械启动机制

《ACS Sensors》：Ring-Shaped Open Microfluidic Platform Reveals Viscosity-Driven Mechanical Priming of Glioblastoma Cells

胶质母细胞瘤（GBM）微环境中高粘度导致细胞迁移能力急性抑制但长期促进侵袭，机制涉及细胞骨架重塑、YAP核转位及线粒体代谢增强，开放式微流控平台可动态调控粘度研究机械生物学调控。

　　

胶质母细胞瘤（GBM）的肿瘤微环境特征是细胞外粘度异常高，尤其是在肿瘤侵袭边缘。虽然高粘度被认为会阻碍细胞迁移，但矛盾的是，GBM细胞在这种环境中往往表现出更强的侵袭性。在这里，我们介绍了一种新型的开式微流控平台，该平台能够在可调节的粘度条件下实时、高分辨率地分析GBM细胞的行为，且不受传统封闭系统的几何限制。利用U-251细胞系和原代GBM-3细胞，我们发现急性暴露于高粘度培养基（7.1 cP）会抑制细胞迁移，而长期暴露则会诱导细胞进入一种促进侵袭的状态。这种表型变化是由细胞骨架重构、 focal adhesions（粘着斑）缩短、YAP蛋白向细胞核转移以及线粒体能量代谢相关基因转录上调所驱动的。微流控趋化性实验表明，粘度梯度本身并不会引导细胞迁移（即不存在所谓的“粘度趋化性”），但经过预处理的细胞会对营养信号表现出更强的趋化性侵袭行为。这些发现表明，细胞外粘度并非一种促进迁移的因素，而是一种调节细胞表型和侵袭潜力的机械条件因素。我们的开放式微流控平台为研究GBM及其他实体瘤的机械生物学特性提供了有力的工具。