皮膚細胞表面的波紋與傷口癒合
- 上線日期：2009/12/11 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
台灣的物理學家利用他們新發明的「非干涉式廣視野光學測繪術」(non-interferometric wide-field profilometry)，揭露了皮膚細胞在移動過程中，胞膜上波紋的傳播情形。研究人員表示他們的工作有助於了解關於細胞移動的物理機制。
細胞的主動移動與許多重要的生理機制有關。在移動過程中，細胞通常會伸出一部份偽足，固定在週邊的基質上，再將整個細胞朝某方向拉動。例如皮膚傷口周圍的細胞會分泌許多生物因子，造成一個朝向傷口的化學濃度梯度。包括纖維母細胞(fibroblast)在內的許多細胞會朝此濃度梯度伸出其本體的一部分，稱為前導端(leading edge)。前導端含有大量與細胞運動相關的蛋白質，如肌動蛋白(actin)與肌凝蛋白(myosin)等。在某些情形下，肌動蛋白形成的微絲，在伸長時會使前導端翹起來，稱為邊緣皺摺(edge ruffle)。邊緣皺摺的起伏與肌凝蛋白的交互作用可能會驅動朝細胞中心傳遞的表面波紋。
許多研究團隊都曾觀察到由細胞邊緣向中心傳播的表面波紋，但對其物理所知甚少，原因是測量上的困難─這類波紋的振幅尺度為100 nm，波長只有數微米，且細胞膜十分透明。此外，測量時還得避免干擾胞膜的運動。
最近，中央研究院李超煌博士領導的研究團隊成功地量測到細胞表面波紋的傳播特性。他們採用的非干涉式廣視野光學測繪術能以比光波長更短的精確度，測量細胞表面的高低變化。他們測得的波紋振幅小於300 nm，傳播速度在邊緣處約為10 nm/s；傳播了20 μm後加速到25 nm/s左右，但同時振幅也逐漸變小。
李博士表示，細胞移動與許多生理現象密切相關，包括傷口的癒合與癌症的轉移。生物學家也許可以將細胞表面波紋當成一種與細胞移動性質相關的特徵，藉以了解特定細胞在不同環境下移動能力的變化。
上述團隊將在細胞培養晶片中繼續進行這類研究，藉由更精密的微環境操控找出與細胞表面波紋有關的變因。此外，他們也將與理論學家合作，發展定量更為精確的細胞運動數學模型。詳見Physical Review Letters 103, 238101 (2009)。
原始網站: http://phyticsworld.com/cws/article/news/41053
譯者:李超煌(中央研究院應用科學研究中心)
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