细胞异速铺展与几何约束下黏着斑(FAs)集体组织的全局调控机制

来自法国的研究人员通过对比二维基质和平行板限制条件下成纤维细胞早期铺展过程，揭示了细胞尺寸和三维几何约束如何全局调控黏着斑(FAs)的集体组织。研究发现黏着斑面积密度具有尺寸不变性，其环状分布宽度会自适应调节以维持细胞-基质接触面积恒定，表明细胞通过协调全局几何约束与局部力学信号实现黏着能量稳态。

　　

黏着斑(Focal adhesions, FAs)作为连接肌动蛋白细胞骨架与细胞外基质的蛋白质复合体，既是力学信号传导枢纽，也是调控细胞生理的关键平台。尽管其生长依赖局部力学过程，但维持细胞尺度应力平衡的需求暗示着黏着斑集体组织存在全局调控机制。

研究人员创新性地比较了不同体积成纤维细胞在二维基质和平行板限制条件下的早期铺展动态，发现黏着斑面积密度具有惊人的守恒性——无论细胞尺寸或三维约束如何变化，虽然黏着斑簇覆盖面积绝对值不同，但其分布密度保持恒定。特别值得注意的是，位于细胞前缘扁平板状伪足处的黏着斑环带宽度会自适应调节，与细胞-基质接触半径呈比例缩放。

在平行板几何限制下，细胞通过调整接触半径来维持细胞尺度的总接触面积守恒。这种行为源于三维细胞形态的动态重塑：在体积守恒约束下，细胞体接触角会随细胞尺寸和空间限制自发调整，而细胞-基质接触面的早期铺展速率不受三维几何影响。这些发现共同表明，细胞通过精妙协调全局几何约束与局部力学过程，实现黏着斑分布与细胞-基质接触面积的自适应调控，最终维持恒定的细胞-基质黏附能量。