배양된 쥐 심방 근육세포의 원자력 현미경을 이용한 동적 미세 기계적 특성

원자력 현미경(AFM)을 사용하여 배양된 쥐 심방 근육세포의 미세 기계적 특성(즉, 약 0.015 마이크론²에 국한됨)을 정량화하였습니다. 칼슘이 없는 용액에서의 정지 세포는 핵 영역에서 상당히 압축 가능하였으며, 예를 들어 3-4 nN의 힘이 180-225nm의 세포 함입을 유발했습니다. 정지 세포의 가로 강성은 세포외 칼슘이 0에서 5mM로 증가한 후 약 2배 증가하였고, 포르말린으로 고정한 후 약 16배 증가했습니다. 정지 세포의 강성은 세포 표면에서 5배에서 8배의 변화를 보였으며, 강성이 가장 낮은 곳은 핵 영역이었고, 세포 주변으로 갈수록 강성이 증가했습니다. 이러한 지역적 변동은 AFM과 형광 이미징을 통해 드러난 세포 골격의 이질성과 상관관계가 있었습니다. 치동 세포의 국소적인 수축 활동은 높은 가로 공간 해상도(약 1-3nm)와 시간 해상도(60-100 마이크로초)로 표면 변형 측면에서 모니터링할 수 있었습니다. 생리학적 교란에 따른 세포 수축 활동의 변화와 단일 수축 중 세포 강성의 동적 변화를 관찰할 수 있었습니다. 이러한 결과는 고도로 국소화된 세포 미세 기계적 특성의 AFM 기반 특성화 가능성을 보여줍니다. 국소화된 세포 기계적 행동과 그 기저의 생화학적 및/또는 구조적 환경 간의 관계는 세포의 (병적) 기능을 이해하는 데 중요하며, 이제 직접적으로 조사될 수 있습니다.