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22日，记者从中国科学技术大学获悉，该校工程科学学院近代力学系姜洪源教授团队，揭示了不同形式和不同程度的受限力学环境对细胞多极纺锤体的调控机制，相关研究成果日前作为特色论文在线发表于《物理评论X》杂志。

多极纺锤体和多极细胞分裂普遍存在于癌细胞中，其被认为与细胞的癌变和肿瘤的恶化密切相关。事实上，体内环境是空间受限的力学微环境，细胞会受到周围其他细胞和细胞外基质的空间约束，因而其形状、粘附、迁移、有丝分裂以及染色体分离都与体外培养环境截然不同。在肿瘤生长过程中，体内癌细胞不受控制地增殖，这将在肿瘤内部产生挤压应力，这些应力的累积将使癌细胞受到严重的挤压，甚至导致肿瘤内部的血管和淋巴管坍塌闭合，表明细胞对其所处的受限力学微环境非常敏感。然而，正常组织和肿瘤组织所提供的受限力学微环境之间的区别，以及它们如何影响多极纺锤体和染色体分离还有待研究。

针对这一科学问题，研究人员使用微纳加工技术制作了具有不同高度和宽度的微通道，用来模拟组织结构中不同形式和不同程度的机械约束，研究了不同形式和不同程度的受限力学环境对细胞多极纺锤体形成的影响，并进一步阐明了其内在机理。结合实验、数值模拟和理论模型，研究人员进一步将纺锤体极的分裂和聚合视为可逆的化学反应，并证明四面受限力学微环境能够控制细胞的形状，进而调节细胞皮层和纺锤体极之间的相互作用，从而改变纺锤体极的分裂和聚合的能量势垒以及多极纺锤体出现的概率。

该研究成果揭示了不同形式的受限力学微环境对细胞分裂和纺锤体构型的调控机制，为细胞力学微环境调控细胞内生理活动提供了有力证据，同时对发展靶向肿瘤微环境的癌症疗法也具有重要意义。

(中国科大供图)