• 1. 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室(北京 100192);
  • 2. 北京信息科技大学 先进光电子器件与系统创新引智基地(北京 100192);
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肝星状细胞的细胞收缩力在肝脏损伤、炎症和纤维化的过程中起着非常重要的作用。本文提出了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄微柱阵列测量人肝星状细胞系 LX-2 细胞收缩力的方法,以实现亚细胞级的细胞收缩力大小、方向、分布及其动态变化的测量。首先,运用二次铸模工艺制备了以玻底培养皿为基底的满足 100 倍物镜成像工作距离的薄微柱阵列,并对微柱表面进行亲水、压印蛋白处理,再在其上接种细胞。然后,将细胞培养在无胎牛血清(FBS)培养基中以使细胞处于静息态,再通过加入 FBS 的方法使细胞转变为激活态。通过图像处理技术得到不同时刻微柱顶端发生的位移,结合微柱力学仿真结果,计算得到作用在微柱上的细胞收缩力,并对细胞状态激活前后微柱的受力情况进行了分析。本研究的实验结果表明,静息态时,细胞收缩力最大为 20 nN;加入 FBS 激活细胞后,细胞收缩力最大增强至 110 nN。本文所述方法可测量单个 LX-2 细胞在静息态和激活态时的收缩力,对肝纤维化引发的慢性肝病的病理研究、药物筛选具有重要的意义。