通过为细胞提供微观的“绳索”，约翰·霍普金斯大学和弗吉尼亚理工学院的科学家发现了一种新的令人惊讶的细胞运动形式。
通常，当有机体中爬行的细胞接触时，它们会反向移动并随机移动离开另一个细胞。但是，当将包裹有蛋白质的纳米纤维“绳索”悬浮在三维介质中以供细胞探索时，细胞要么互相走过以避免碰撞，要么形成沿着纳米纤维长度一起移动的列车。
研究小组发现，走线的选择使通常不规律地移动的细胞更具系统性和可预测性。对细胞运动的这种新理解有助于解释为什么某些药物在皮氏培养皿中的测试与在人类或动物中的测试会有所不同。
研究结果发表在《国家科学院院刊》上。
弗吉尼亚理工大学机械工程系的副教授安姆林德·纳恩(Amrinder Nain)说：“机械工程，细胞生物学，物理学和计算模型的混合物揭示了以前未知的细胞行为。” “我们的研究将实验与理论模型结合起来，以提高体内细胞迁移的知识。”
为了观察运动中的细胞，研究小组创建了一个人造的三维网状环境，在其中悬浮了仅500纳米宽的细纤维。他们将小鼠细胞播种到环境中，等待一个小时，使细胞锁在纤维上。使用以12和24小时为间隔的延时摄影，研究小组能够观察到细胞在即兴绳索上和周围移动。
研究小组发现，三维网格中的细胞碰撞与平面上的细胞碰撞完全不同。共享一条绳索而无处可走的牢房没有离开彼此，而是趋于彼此走过。
但是人体或动物的身体不仅仅由一种纤维制成。为了研究细胞在更多的本机环境中的行为，该团队引入了第二条平行光纤。现在，细胞不再彼此移动，而是保持在一起，自发地形成沿相同方向移动的细胞链。
该团队能够通过一个简单的模型来重现这些行为，该模型假定细胞沿着纤维爬行并在与另一个细胞的正面接触时重新定向。
约翰·霍普金斯大学物理与天文学系的副教授布莱恩·卡姆利(Brian Camley)说：“让我们感到惊讶的是，我们从细胞环境的微小变化中获得了巨大而巨大的变化，从一根光纤变成了一根光纤。”生物物理学。“这并没有改变我们对基本生物学的看法，而是显示了细胞环境中的物理变化如何改变细胞相互作用。”
卡姆利说，这项研究强调了将环境整合到未来细胞相互作用研究中的重要性。该团队接下来计划研究纳米纤维上细胞运动的物理和分子基础。
卡姆利说：“科学家们经常想弄清楚药物如何改变细胞之间的相互作用。” “重要的是要在尽可能自然的环境中进行研究，因为环境起着巨大的作用。”
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