流体剪切力下 CD44-HA 介导的 MDA-MB-231细胞及 HL60 细胞的滚动黏附
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国家自然科学基金项目(12172137, 12072117)


CD44-HA Mediate Adhesion of MDA-MB-231 Cells and HL60 Cells under Fluid Shear Flow
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    摘要:

    目的 探究胞外基质中的透明质酸(hyaluronic acid, HA)如何调控血流中 CD44+肿瘤细胞的黏附滚动行为。方法 采用平行平板流动腔装置,观察记录流场中 MDA-MB-231 细胞及 HL60 细胞在固定 HA 上的运动,提取细胞滚动黏附特征参数。 结果 MDA-MB-231 细胞在 HA 底板上的黏附受到 HA 浓度的正向调控,但不受 HA 分子量影响;与物理吸附相比,生物素-亲和素固定的 HA 可显著提高细胞的黏附比率。 在 30 ~ 50 mPa 剪切力范围内,剪切力的增加加快了细胞的滚动速度,降低了细胞的黏附比率,但对细胞的栓缚时间影响不大。 同样流场中,与 MDAMB-231 细胞比较,CD44 表达水平较低的 HL60 细胞在 HA 底板上的栓缚时间短、滚动速度快、黏附比率低(<1. 5% )。 结论 流体剪切力可能通过调节 CD44-HA 的结合速率而非解离速率来调控 MDA-MB-231 细胞的滚动速度;CD44-HA 相互作用参与 HL60 细胞的初始黏附,但不起主要作用。 研究结果为抗肿瘤药物的开发提供参考。

    Abstract:

    Objective To explore how hyaluronic acid ( HA) in extracellular matrix regulates the adhesion ofCD44+tumor cells. Methods MDA-MB-231 cells or HL60 cells were perfused in a parallel plate chamber. Themovement of cells over immobilized HA was observed and analyzed to obtain the characteristics of cell adhesionand rolling. Results The adhesion number of MDA-MB-231 cells on HA substrate was positively regulated by HAconcentration, but not by HA molecular weight. Compared with physically adsorbed HA, immobilized HA byavidin-biotin could significantly improve the cell adhesion ratio. With the increase of shear stress in the range of30-50 mPa, the rolling velocity of cells increased and the adhesion ratio decreased, but the tether lifetime of cellswas not affected. In the same flow field, compared with MDA-MB-231 cells, HL60 cells with low expression ofCD44 rolled more quickly on immobilized HA, with shorter tether lifetime and much lower adhesion ratio(<1. 5% ). Conclusions Fluid shear stress might mediate the rolling velocity of MDA-MB-231 cells by regulatingthe CD44-HA association rate rather than their dissociation rate. The interaction between CD44 and HA is involved in the initial adhesion of HL60 cells, but it does not play a major role. This study will provide references for the design of anti-tumor drugs.

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引用本文

张 颖,方 颖,吴建华,林 余,马琳琳.流体剪切力下 CD44-HA 介导的 MDA-MB-231细胞及 HL60 细胞的滚动黏附[J].医用生物力学,2023,38(2):220-227

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  • 收稿日期:2022-06-05
  • 最后修改日期:2022-07-20
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  • 在线发布日期: 2023-04-25
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