研究细胞能够感知组织硬度，从而引导细胞的移动是导致细胞发展、发生纤维化、形成癌症的基本问题。目前人们发现细胞向基质硬度增加的位置移动的趋硬性（durotaxis）现象得到充分的证实，但是人们还不清楚独立的细胞是否能够向软环境转移。

近日，西安交通大学生物医学工程系教授林敏、美国明尼苏达大学化学系教授马克·D·迪斯蒂法诺（Mark D. Distefano）、芬兰图尔库大学生命技术系教授约翰娜·伊瓦丝卡（Johanna Ivaska）、明尼苏达大学生物医学工程系教授大卫·J·奥德（David J. Odde）等报道通过构建硬度梯度变化的材料，研究发现U-251MG神经胶质瘤细胞（glioma cells）能够向硬度较低的区域转移。这种“逆趋硬性”（negative durotaxis）与经典的机械敏感信号或者肌动球蛋白收缩性现象的变化并不一致。因为按照电机-离合器模型，移动变化更容易向硬度合适的位置转移，并产生较高的牵引力。与这种模型预测的结果相一致，逆趋硬性能够选择性的被控制，而且甚至当通过抑制部分肌动球蛋白收缩的方式实现逆趋硬性的翻转。因此，通过降低其中talin结构的硬度，能够实现趋硬性在正向和反向之间转变。由于其重要意义，巴塞罗那理工学院Pere Roca-Cusachs等对该项研究进行总结评论。

本文要点

（1）

作者在包覆纤连蛋白（fibronectin）的梯度变化基底考察不同类型癌症细胞通过整合素粘附的现象，发现对于没有talin机械传感作用的胶质母细胞瘤细胞在基底上的运动方向朝着硬度降低的方向行进，将这种现象命名为反趋硬性现象，这种现象能够解释说明视网膜神经节细胞轴沿着硬度降低的方向运动的原因。

（2）

通过分子动力学建模的方法，发现当调节控制硬度的参数（比如肌球蛋白收缩性），能够调节趋硬性的方向。这项研究工作展示了控制趋硬性方向的分子机理是通过细胞的收缩、粘接作用实现的。

参考文献

Beedle, A.E.M., Roca-Cusachs, P. In search of a softer environment. Nat. Mater. 21, 995–996 (2022)

DOI: 10.1038/s41563-022-01345-8

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01345-8

Isomursu, A., Park, KY., Hou, J. et al. Directed cell migration towards softer environments. Nat. Mater. 21, 1081–1090 (2022)

DOI: 10.1038/s41563-022-01294-2

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01294-2