理解粘附配体的空间分布如何调节细胞行为功能，对设计生物材料至关重要。本研究探讨了精确控制的配体间距如何影响细胞的铺展以及与整合素亚型的结合行为。我们使用工程化聚丙烯酰胺水凝胶和金纳米粒子阵列，研究了RGD配体间距（30纳米和150纳米）对人类间充质干细胞的影响。细胞表现出明显的形态学行为：较小的配体间距促进了更大的细胞铺展面积，而较大的间距则导致细胞呈现更长的形状，铺展面积减小。在机制上，我们发现α5β1整合素在介导这些反应中起着核心作用，而αvβ3整合素并非如此，同时伪足的形成也在其中扮演了重要的角色。我们的研究结果为配体的空间感知提供了重要的见解，突出配体间距对细胞机械转导和整合素特异性反应的影响。这项工作加深了对细胞与材料相互作用的理解，并提供了设计生物材料以引导细胞行为在组织工程中的潜在策略。

图1. 具有可控纳米粘附配体间距的聚丙烯酰胺水凝胶的制备及材料相关表征

图2. 细胞在具有不同粘附配体间距的水凝胶基质上的铺展行为

图3. 不同粘附配体间距的水凝胶基质上细胞铺展和迁移行为的分析

图4. 不同粘附配体间距的水凝胶基质上人间充质干细胞的细胞粘附及伪足形成

图5. 不同粘附配体间距的水凝胶基质上细胞牵引力的研究

  尽管已有研究探讨了粘附配体的空间分布是如何对细胞行为进行影响的，但我们的研究更详细地探讨了纳米尺度的配体间距如何影响细胞铺展的动态过程和整合素亚型在其中参与的重要作用，这些发现对生物材料的设计和开发具有重要意义，特别是在以细胞的机械传感介导行为功能的骨组织工程等应用中。

  文章的第一作者是硕士研究生潘晓锴和科研助理聂娟，通讯作者是魏强研究员和刘晓静博士。

  论文详情请点击：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.4c02796