miRNA-548t-3p通过下调核纤层蛋白A/C损害核机械敏感性与黏着斑动态平衡的机制研究

研究人员针对miRNA如何调控核纤层蛋白A/C（lamin A/C）介导的细胞机械传感机制这一科学问题，通过FRET生物传感器和牵引力显微镜技术，发现miRNA-548t-3p特异性降低lamin A/C表达，导致核张力减弱、黏着斑（focal adhesion）动态失衡，并削弱细胞对基质硬度的感知能力。该研究为机械传导异常相关疾病提供了潜在治疗靶点。

　　

在生命活动中，细胞如何感知外界机械力并将其转化为生化信号，一直是生物力学领域的核心问题。核纤层蛋白A/C（lamin A/C）作为细胞核的"力学骨架"，不仅维持核形态，更是机械信号传递的关键媒介。然而，微小RNA（miRNA）如何调控这一过程，尤其是单细胞水平的动态机制，此前仍是一片迷雾。

为揭开这一谜题，国内研究人员在《Biophysical Journal》发表的研究中，将目光聚焦于miRNA-548t-3p。通过构建荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，结合牵引力显微镜（traction force microscopy）技术，团队首次在活细胞中捕捉到lamin A/C力学特性变化的实时信号。研究发现，当miRNA-548t-3p过表达时，细胞核表现出明显的"软化"特征——核张力下降达40%，同时黏着斑（focal adhesion）的组装/解离周期延长2.3倍。更令人惊讶的是，这些细胞在硬度梯度基质上移动时，几乎丧失了对不同硬度区域的辨别能力，其产生的牵引力峰值仅为对照组的65%。

技术方法上，研究采用CRISPR-Cas9基因编辑构建lamin A/C报告细胞系，通过FRET生物传感器（监测核张力）和荧光标记的桩蛋白（paxillin，标记黏着斑）实现双通道成像。人乳腺上皮细胞系（MCF-10A）作为模型，在0.5-50 kPa刚度范围的聚丙烯酰胺水凝胶上进行实验。

研究结果部分：

1. miRNA-548t-3p特异性靶向lamin A/C：通过生物信息学预测和双荧光素酶报告基因验证，确认miRNA-548t-3p直接结合lamin A/C mRNA的3'UTR区域，使其蛋白水平降低58±7%。
2. 核力学性能改变：FRET效率分析显示，干扰组核应变传递效率下降32%，表明核骨架对外力响应能力受损。
3. 黏着斑动态异常：单分子追踪显示，黏着斑组分（如paxillin和vinculin）在基质界面的滞留时间延长1.8倍，导致细胞迁移方向性紊乱。
4. 机械感知缺陷：在刚度梯度基质中，实验组细胞丧失趋硬性（durotaxis），其硬度选择偏好性与随机迁移无统计学差异（p>0.05）。

结论与讨论指出，该研究首次建立miRNA-548t-3p→lamin A/C→核机械传感→细胞行为调控的完整通路。特别值得注意的是，lamin A/C的减少会引发"力学信号盲区"，这为解释某些癌症（如三阴性乳腺癌）中常见的机械微环境适应失败提供了新视角。研究者建议，针对该通路的干预可能改善组织纤维化疾病中异常的机械信号传导，但需注意lamin A/C在细胞分化中的多效性可能带来的副作用。这项单细胞尺度的突破性发现，为"力学-生物学"交叉研究开辟了新范式。