摘要
在本研究中，扫描离子电导显微镜被用作一种多功能纳米级平台，可用于局部机械刺激、高分辨率地形成像以及细胞杨氏模量的定量测定。通过控制纳米吸管尖端与样本之间的作用力，我们实现了对大鼠海马区初级神经元和星形胶质细胞的精确空间定位的机械激活。对特定亚细胞区域的局部机械刺激会导致细胞内钙离子浓度上升，这表明机械敏感离子通道已被激活。同时进行的地形成像和杨氏模量测定显示，机械刺激引发了不同的细胞骨架重构反应。具体而言，对神经元胞体的刺激会导致杨氏模量显著增加（变硬），而树突的刺激则没有产生可测的变化。相反，星形胶质细胞则表现出双向反应：细胞体的刺激会使杨氏模量下降（变软），而对其突起的刺激则会使模量上升（变硬）。使用细胞松弛素D抑制肌动蛋白聚合后，两种细胞类型中由刺激引起的杨氏模量变化都完全消失了。总体而言，我们的研究结果表明，扫描离子电导显微镜能够将施加的纳米级机械力、细胞内钙离子动态以及细胞硬度的实时变化直接关联起来，从而为研究不同细胞区室的机械转导途径及适应性细胞骨架重组提供了新的见解。
图形摘要
扫描离子电导显微镜可实现局部机械刺激、高分辨率成像以及细胞硬度测定。在神经元和星形胶质细胞中，刺激会引发钙离子内流以及不同的细胞骨架反应：神经元胞体变硬，树突无变化，而星形胶质细胞则会出现区域性的软化或硬化现象。阻断肌动蛋白聚合可以消除这些效应，凸显了扫描离子电导显微镜在研究机械转导过程中的重要作用。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
由于本研究未生成或分析任何数据集，因此无需共享数据。
