자기 활성 기질을 사용한 교세포의 교대 변형 모드에서의 기계적 및 기능적 반응

이 연구는 기질 변형 연구에서 세포 역학 분석을 향상시키기 위해 설계된 시스템인 NeoMag를 소개합니다. NeoMag는 다중 도메인 자기 활성 재료를 사용하여 기질을 기계적으로 작동시켜 세포에 가역적인 기계적 신호를 전달합니다. 이 시스템은 기구와 뒤집힌 현미경 모두에 원활하게 적응하도록 교대 하중 기질 변형 모드에서 완전한 유연성을 자랑합니다. 다중 도메인 기질은 2D 및 3D 배양에서 기계 생물학 실험을 촉진합니다. 이 시스템의 나노 인덴터와의 통합은 다양한 기질 변형 모드에서 세포의 기계적 특성을 정밀하게 평가할 수 있게 해줍니다. 이 시스템은 기질 변형이 교세포에 미치는 영향을 연구하는 데 사용되며, 외상성 뇌 손상 및 허혈성 뇌졸중과 유사한 기계적 조건을 시뮬레이션합니다. 그 결과 교세포 경도의 국소적 이질적인 변화가 나타나며, 이는 기질 변형에 대한 세포 부분 영역의 방향에 의해 영향을 받습니다. 경도 변동은 50%를 초과하는 경직 및 연화의 변화를 포함하며, 국소 변형은 칼슘 동역학을 크게 변화시킵니다. 게다가, 지속적인 변형은 액틴 네트워크 재조직화를 유도하고 Piezo1 채널을 활성화하여 칼슘 사건의 초기 증가 이후 장기적인 억제를 초래합니다. 반대로, 빠르고 동적인 변형은 Piezo1 채널을 일시적으로 활성화하고 액틴 네트워크를 파괴하여 장기적인 세포 연화를 초래합니다. 이러한 발견은 기질 변형 동안 교세포에서의 기계적 및 기능적 변화를 밝혀내며, 이 기술이 제공하는 다수의 기회를 보여줍니다.