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在水动力学环境下，肿瘤细胞在血管壁上的内皮细胞上的粘附和迁移是其转移到其他部位的关键事件。肿瘤细胞上特定整合素的表达，能改变肿瘤细胞于流体环境下在血管内皮细胞上粘附行为，最后帮助肿瘤细胞逃脱凋亡并侵袭至其他组织。其中，整合素αvβ6和αvβ3在肿瘤细胞上高表达，且其通过结合细胞外基质(主要的配体为纤连蛋白)从而帮助肿瘤细胞存活和侵袭。很多研究表明整合素αvβ3和αvβ6都与纤连蛋白(FN)上的RGD序列(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)结合，但是，鲜少研究会将细胞所处的流体剪切力考虑在内来研究αvβ3和αvβ6与纤连蛋白的相互作用。本论文期以解开αvβ3和αvβ6与纤连蛋白相互作用的力学机制，为靶向αvβ3和αvβ6的肿瘤治疗策略提供参考。
我们使用模拟人体血流环境的平行平板流动腔系统，在不同壁面流体剪切力(0.1-0.7 dyn/cm2)条件下，对纤连蛋白功能化的6μm微球在整合素αvβ3/αvβ6功能化的流动腔底板的粘附行为进行分析。本文分为两个部分，本文的第一部分，探究整合素αvβ3与纤连蛋白的力调控机制；第二部分探究整合素αvβ6与纤连蛋白的力调控机制。第一部分中，在流体不同剪切力下(0.1~0.7dyn/cm2)，将包被有全长的纤连蛋白(FN)或者其Ⅲ型纤连蛋白截断体(F3，含有RGD序列)的微球灌注到铺有低密度整合素αvβ3的流动腔底板中，微球会因整合素αvβ3与FN/F3的结合而在底板上粘附。又因底板上的整合素αvβ3密度低，微球上的FN/F3与整合素αvβ3键断裂后，FN/F3无法在短时间内再次与整合素αvβ3成键，所以，微球在底板上表现出瞬时粘附行为。对微球的瞬时粘附行为进行分析，能提取到不同力条件下整合素αvβ3与FN/F3的键生存时间和键解离速率等单键动力学参数。结果表明，随着剪切力的增加，整合素αvβ3-FN分子键和整合素αvβ3-F3分子键的键生存时间都表现出先增大后减小的趋势，即随着力的增加表现出“逆锁键”向“滑移键”转变的性质。为了进一步分析整合素αvβ3与纤连蛋白成键和断裂的力学特性，在多种流体剪切力下，我们将包被有FN或F3的微球灌注于铺有高密度的整合素αvβ3的流动腔内。在底板的整合素αvβ3密度较高的情况下，因微球上FN或F3与整合素αvβ3键断裂后，能在短时间内再次成键，微球在底板上的粘附行为表现为“两脚交替行走”的滚动行为。我们通过分析微球的滚动行为，提取微球在滚动过程中的滚动速度、滚动平均停留时间和滚动平均停留频率。结果表明，包被FN和F3的微球滚动速度随着剪切力的增加而增加；其滚动平均停留时间和滚动平均停留频率趋势一致，都是随着力的增加，先增加后减小，表现出力依赖的双态性。
本文的第二部分主要探究了整合素αvβ6与纤连蛋白(FN)在不同流体剪切力下的相互作用机制。研究方法与第一部分相似，将包被FN的微球灌注于铺有低密度整合素αvβ6的流动腔底板，后根据微球在底板的瞬时粘附来提取整合素αvβ3-FN键生存时间和键解离速率。结果表明，整合素αvβ6-FN键生存时间和键解离速率在趋势和数值上都与整合素αvβ3-FN键生存时间和键解离速率相似。随着力的增加整合素αvβ6-FN键生存时间同样先增加，后减小，呈现力依赖的双态性。紧接着，为了进一步探究整合素
αvβ6与FN键的形成和断裂力学特征，我们于多种剪切力下将包被有FN的微球灌注于铺有高密度的整合素αvβ6底板上，使微球在底板上滚动。根据微球的滚动行为，我们提取了描述微球滚动行为的量化参数——平均滚动速度、平均停留时间和平均停留频率。结果表明，微球平均滚动速度随着力的增大而增大；微球平均停留时间随着力的增加保持在一个水平上；微球滚动停留频率随着力的增加先增加后减小，同样也呈现力依赖的双态性。
研究在流体动力学环境中整合素αvβ3/αvβ6与纤连蛋白的相互作用，分析相关动力学参数，将加深对肿瘤细胞在水动力环境下的粘附迁移过程的理解。结果表明，整合素αvβ3/αvβ6与纤连蛋白的相互作用存在“逆锁键”的性质，这性质也存在于多种细胞粘附分子与其配体中，“逆锁键”的存在帮助细胞在其最佳的流体剪切力部位粘附迁移，从而调控细胞在不同流体剪切力上的分布。本文的研究可为靶向整合素αvβ3/αvβ6相关肿瘤治疗药物的设计提供参考。
我们使用模拟人体血流环境的平行平板流动腔系统，在不同壁面流体剪切力(0.1-0.7 dyn/cm2)条件下，对纤连蛋白功能化的6μm微球在整合素αvβ3/αvβ6功能化的流动腔底板的粘附行为进行分析。本文分为两个部分，本文的第一部分，探究整合素αvβ3与纤连蛋白的力调控机制；第二部分探究整合素αvβ6与纤连蛋白的力调控机制。第一部分中，在流体不同剪切力下(0.1~0.7dyn/cm2)，将包被有全长的纤连蛋白(FN)或者其Ⅲ型纤连蛋白截断体(F3，含有RGD序列)的微球灌注到铺有低密度整合素αvβ3的流动腔底板中，微球会因整合素αvβ3与FN/F3的结合而在底板上粘附。又因底板上的整合素αvβ3密度低，微球上的FN/F3与整合素αvβ3键断裂后，FN/F3无法在短时间内再次与整合素αvβ3成键，所以，微球在底板上表现出瞬时粘附行为。对微球的瞬时粘附行为进行分析，能提取到不同力条件下整合素αvβ3与FN/F3的键生存时间和键解离速率等单键动力学参数。结果表明，随着剪切力的增加，整合素αvβ3-FN分子键和整合素αvβ3-F3分子键的键生存时间都表现出先增大后减小的趋势，即随着力的增加表现出“逆锁键”向“滑移键”转变的性质。为了进一步分析整合素αvβ3与纤连蛋白成键和断裂的力学特性，在多种流体剪切力下，我们将包被有FN或F3的微球灌注于铺有高密度的整合素αvβ3的流动腔内。在底板的整合素αvβ3密度较高的情况下，因微球上FN或F3与整合素αvβ3键断裂后，能在短时间内再次成键，微球在底板上的粘附行为表现为“两脚交替行走”的滚动行为。我们通过分析微球的滚动行为，提取微球在滚动过程中的滚动速度、滚动平均停留时间和滚动平均停留频率。结果表明，包被FN和F3的微球滚动速度随着剪切力的增加而增加；其滚动平均停留时间和滚动平均停留频率趋势一致，都是随着力的增加，先增加后减小，表现出力依赖的双态性。
本文的第二部分主要探究了整合素αvβ6与纤连蛋白(FN)在不同流体剪切力下的相互作用机制。研究方法与第一部分相似，将包被FN的微球灌注于铺有低密度整合素αvβ6的流动腔底板，后根据微球在底板的瞬时粘附来提取整合素αvβ3-FN键生存时间和键解离速率。结果表明，整合素αvβ6-FN键生存时间和键解离速率在趋势和数值上都与整合素αvβ3-FN键生存时间和键解离速率相似。随着力的增加整合素αvβ6-FN键生存时间同样先增加，后减小，呈现力依赖的双态性。紧接着，为了进一步探究整合素
αvβ6与FN键的形成和断裂力学特征，我们于多种剪切力下将包被有FN的微球灌注于铺有高密度的整合素αvβ6底板上，使微球在底板上滚动。根据微球的滚动行为，我们提取了描述微球滚动行为的量化参数——平均滚动速度、平均停留时间和平均停留频率。结果表明，微球平均滚动速度随着力的增大而增大；微球平均停留时间随着力的增加保持在一个水平上；微球滚动停留频率随着力的增加先增加后减小，同样也呈现力依赖的双态性。
研究在流体动力学环境中整合素αvβ3/αvβ6与纤连蛋白的相互作用，分析相关动力学参数，将加深对肿瘤细胞在水动力环境下的粘附迁移过程的理解。结果表明，整合素αvβ3/αvβ6与纤连蛋白的相互作用存在“逆锁键”的性质，这性质也存在于多种细胞粘附分子与其配体中，“逆锁键”的存在帮助细胞在其最佳的流体剪切力部位粘附迁移，从而调控细胞在不同流体剪切力上的分布。本文的研究可为靶向整合素αvβ3/αvβ6相关肿瘤治疗药物的设计提供参考。