低剪切力是腫瘤體內微環境的組成部分,是調控腫瘤細胞遷移、侵襲的重要因素。作為細胞膜表面受體,整合素(integrin)不僅介導細胞與細胞外基質之間的黏附,而且作為細胞的重要力學感受器起到整合細胞內的力學、化學信號的作用。本研究的目的是探討低剪切力引起肝癌細胞整合素的變化及其對肝癌細胞遷移的影響。采用低剪切力(1.4 dyn/cm2)作用于肝癌HepG2細胞,劃痕法測定在0、1、2、4 h細胞的遷移情況,F-actin染色觀察低剪切力作用2 h和4 h后細胞骨架的變化,Western blot測定integrin α亞基在瞬時(15 s和30 s)、短時(5、15和30 min)和長時(1、2和4 h)的表達規律。結果表明:與對照組比較,低剪切力刺激HepG2細胞后,細胞遷移距離顯著增加,應力纖維絲排列規則,integrin α亞基在不同的時間點的表達呈現出時序性的差異,提示integrin的不同亞基在剪切力誘導肝癌細胞遷移中具有不同的調控作用。
引用本文： 王利娟, 劉肖珩, 余泓池, 周法庭, 陳惠琳, 劉千琪. 整合素介導低剪切力誘導的肝癌細胞遷移. 生物醫學工程學雜志, 2014, 31(2): 336-340. doi: 10.7507/1001-5515.20140063 復制
引言
癌細胞的遷移和侵襲受到腫瘤組織中鄰近細胞和細胞外基質的影響，并且依賴于局部的物理及化學微環境[1]。構成腫瘤微環境的成分比較復雜，包括多種細胞成分、細胞外基質及生長因子等化學因素。而細胞間質液之間的流動作為重要的物理影響因素，也是腫瘤體內微環境的重要組成部分，這些因素共同調控著腫瘤的發生發展過程[2-3]。腫瘤內間質液流動是組織與細胞外基質之間相互的對流[4]，這種相對流動產生了相應的剪切力。體內腫瘤微環境中細胞所受到的剪切力主要是由相鄰腫瘤細胞的相互擠壓、以及腫瘤內新生血管、淋巴及組織間液緩慢流動所產生的[5]。由于腫瘤組織血管的內皮層基質膜不完善，造成腫瘤細胞直接暴露于流動的血液、淋巴或組織液中，通常約0.01～1.0 Pa的剪切力直接作用于腫瘤細胞[6]。大量研究結果證實，體內細胞對于剪切力等生物物理因素刺激所產生的響應較化學因素誘導更快，因此在機體內，生物物理因素成為細胞生物學行為變化過程中的重要誘導因素[7]。在腫瘤細胞的遷移中，流體剪切力起到了關鍵性的作用。間液流動產生的剪切力可以導致腫瘤細胞周圍的生物活性分子重新分布，在流動方向上產生的分子梯度驅使腫瘤細胞定向遷移和侵襲[8]。無論是腫瘤原病灶處，還是在其經血管、淋巴道發生轉移過程中，癌組織細胞均受到流體剪切力的作用，而腫瘤周圍的低剪切力區正是腫瘤轉移灶的高發區。因此，剪切力誘導腫瘤細胞增加其自身的運動性，調控其遷移和侵襲行為，并最終導致其發生遠端轉移[9-11]。
細胞在遷移過程中受到細胞表面受體整合素(integrin)的調控。integrin是由α(120~185 kD)和β(90~110 kD)兩個亞基形成的異二聚體。Boudreau等[12]證實，α亞基主要參與調節integrin與細胞外基質相應的配體的特異性結合，β亞基主要調節細胞與相應的配體的黏附。Davidson等[13]的研究表明，integrin亞基 α5的上調表達與黑素瘤細胞的遷移和侵襲行為密切相關。最近研究顯示，integrin是一種響應細胞外力學刺激的主要感受器，能把力學信號轉化為細胞內化學信號，從而調節細胞一系列生物學行為[14]。剪切力通過募集和活化細胞膜表面受體integrin，并介導了下游的信號事件，從而對細胞遷移產生影響。因此，integrin介導的路徑是剪切力調控癌細胞遷移的關鍵信號通路。然而，integrin的各α亞基對于低剪切力的實時響應規律尚未見報道。
因此，本文從生物力學的角度，采用流動腔在體外模擬體內腫瘤所處的力學環境，研究低剪切力對肝癌細胞HepG2遷移的影響及HepG2細胞integrin各α亞基表達的時序規律，初步探討低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制。
1 材料和方法
1.1 材料
本實驗所采用的肝癌細胞株HepG2為本實驗室保存；1640培養基、胰蛋白酶和胎牛血清購自Invitrogen公司；anti-integrin α2 (C-9)，anti-integrin α5 (A-11)、αV (H-2)鼠多克隆抗體購置Santa公司；辣根過氧化物酶標記的二抗(羊抗鼠)購自北京鼎國生物科技有限公司。
1.2 HepG2細胞培養
HepG2細胞接種于含10%胎牛血清，10×104 U/L青霉素、100 mg/mL的鏈霉素的1640完全培養基中，置于37 ℃、5%CO2的孵箱中于飽和濕度條件下靜置培養。當細胞株在培養瓶中至80%～90%融合時采用2.5%的胰蛋白酶消化后傳代培養，取對數生長期細胞進行實驗。
1.3 劃痕法測定低剪切力對細胞遷移的影響
將HepG2細胞接種于規格為25.4 mm×76.2 mm的載玻片上培養，當細胞融合度達到90%后，改用無血清的1640培養基饑餓過夜以使細胞同步化。用細胞刮子刮出損傷區域后PBS洗凈懸浮細胞，把載玻片置于單層平行平板流動腔，通過控制流速調節剪切力大小為1.4 dyn/cm2，對照組為不加載剪切力的靜態培養細胞。在各時間點(0、1、2、4 h)分別觀察HepG2的細胞遷移情況，固定區域拍照，并重復該實驗三次，采用Picpic圖像分析軟件測量劃痕兩側的細胞遷移距離，并對所得數據進行統計學分析。
1.4 低剪切力對細胞骨架的影響
如前所述制備細胞爬片，當細胞長至90%融合度后，把載玻片裝置于單層平行流動腔，剪切力大小調節為1.4 dyn/cm2，制備各時間點(0、1、2、4 h)的細胞樣本。PBS沖洗、4%多聚甲醛固定后，PBS漂洗兩次，加入細胞骨架染料BODIPY(1∶100)37 ℃孵育60 min以對細胞骨架(F-actin)進行染色，PBS沖洗三次，每次5 min，10%甘油封片，激光掃描共聚焦顯微鏡(Leica TCS SP5，Germany)下觀察并拍照。
1.5 低剪切力對integrin αV、integrin α2及integrin α5在不同時間點表達的影響
制備爬片，當細胞長至90%融合度后，把載玻片裝置于單層平行流動腔，調節剪切力大小為1.4 dyn/cm2，分別設置0 s(對照)、15 s和30 s(瞬時刺激)；5、15 和30 min (短時刺激)；1、2、4 h(長時刺激)等各組，收集總蛋白，BCA法蛋白定量后95 ℃變性，經Western blot跑膠，轉膜，封閉后孵育一抗(anti-integrin α2、α5、αV，1∶100)4 ℃過夜。TBST洗滌后室溫孵育二抗(1∶5000)2 h，增強化學發光(enhanced chemiluminescence,ECL，Pierce) 顯影。對條帶進行灰度分析后，將目的蛋白條帶與內參的比值作為半定量指標。
2 結果
2.1 劃痕法測定低剪切力(1.4 dyn/cm2)對肝癌細胞遷移的影響
圖 1是分別在0、1、2、4 h各時間點，劃痕法測定肝癌細胞遷移的情況及其統計結果。由圖 1(b)可見，低剪切力(1.4 dyn/cm2)可顯著誘導HepG2細胞遷移，加載1.4 dyn/cm2剪切力的實驗組在各時間點的遷移距離與對照組比較均具有統計學差異(P＜0.05)。在4 h內，隨著低剪切力作用時間的延長，肝癌細胞作用的遷移距離增加。該結果表明，1.4 dyn/cm2剪切力明顯地促進了肝癌細胞的遷移。
圖1
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對HepG2肝癌細胞遷移的影響
(a)各時間點細胞遷移圖像；(b)各時間點細胞遷移距離的比較
Figure1. Effect of low shear stress (1.4 dyn/cm2) on HepG2 cell migration within 4 h(a)the typical pictures of scratch wound migration; (b) data analysis of cell migration distance (*Statistically significant difference with
2.2 低剪切力對HepG2肝癌細胞骨架F-actin的影響
圖 2顯示剪切力的加載對肝癌細胞HepG2細胞骨架F-actin的影響。由圖 2可知，低剪切力(1.4 dyn/cm2)加載不同時間(2 h和4 h)后，肝癌細胞HepG2形態發生了明顯的變化。對照組細胞(未加載剪切力)生長狀態良好，呈現明顯的不規則的多邊形，細胞骨架無明顯的絲狀結果，排列散亂。而隨著剪切力加載時間的延長，細胞形態逐漸呈現拉伸變形，細胞的鋪展面積增加，且可觀察到順應著剪切力的方向，細胞出現明顯的纖維狀應力絲。2 h和4 h的加載組比較，細胞的F-actin在剪切力作用下重排效應更為明顯。該結果證明：1.4 dyn/cm2的低剪切力能明顯誘導細胞骨架F-actin的重排，有利于細胞遷移。
圖2
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對肝癌細胞骨架的影響
Figure2.
Effect of low shear stress on HepG2 cells F-actin
2.3 低剪切力對integrin αV、integrin α2及integrin α5的影響
我們進一步采用Western blot測定了細胞膜受體integrin亞基α2、α5和αV在低剪切力的作用下，在瞬時(15 s和30 s)和短時(5 、15 和30 min)以及長時(1、2和4 h)的表達，結果如圖 3所示。可以看出，αV亞基在起始的15 s時即出現高表達，與對照比較具有顯著性差異，隨后表達逐漸降低，在30 min時有短暫升高；α5亞基在起始的15 s表達下調，但在15~30 min表達上調至較高水平；α2亞基在瞬時的15~30 s時間內，與對照比較無明顯差異，5 min時表達下調，并一直維持在一個較低水平，直到4 h時恢復至對照水平。該結果提示：integrin作為細胞膜表面的力學感受器，在感受到力學刺激后，αV亞基在瞬時和短時的時間段起主要的作用，隨著力學加載時間的延長，對力學感受起主要作用的是integrin α5亞基，而α2亞基在感受力學刺激的初始階段，表達無明顯變化，隨著時間的延長，其表達下調，推測其在剪切力誘導的細胞遷移行為的貢獻可能較小。
圖3
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對integrin αV、integrin α2和integrin α5的影響
Figure3.
Effect of low shear stress on the expression level of integrin αV,integrin α2 and integrin α5
3 討論
目前對于腫瘤遷移機制的研究主要集中在生物化學因素的誘導上，對于剪切力等生物物理因素及其機制的研究卻鮮有報道。本研究將剪切力作用于肝癌細胞，從細胞形態學，肝癌細胞integrin α亞基的變化等角度出發，初步探討低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制。
腫瘤細胞的遷移是一個復雜的、多步驟過程，腫瘤細胞不僅在原發部位生長，而且可以通過各種途徑轉移到遠端組織和器官。腫瘤細胞在發生遷移的過程中需要細胞外因素與細胞內因素共同作用，外部因素主要包括細胞外的各種物理及化學刺激，內部因素主要包括執行運動功能的細胞骨架重塑以及一些細胞內的信號傳導系統激活等。其中流體剪切應力是細胞和組織在體內所接觸到的最普遍的一種生物力學因素，是體內微環境的重要組成部分。而腫瘤細胞周圍的淋巴液、組織間液，血液產生的低剪切力區也是腫瘤細胞在遷移過程中普遍受到的力學因素[15-16]。
本研究通過1.4 dyn/cm2低剪切力刺激肝癌細胞HepG2細胞，研究其細胞骨架以及integrin α亞基的變化，考察低剪切力對腫瘤細胞遷移的影響。從本實驗可以看出，隨著低剪切力刺激時間的延長，肝癌細胞形態逐漸呈現長梭形，細胞的鋪展面積明顯增加，F-actin呈現明顯的重排現象，細胞遷移距離與對照組相比存在顯著性差異。Western blot實驗結果表明，在感受到力學刺激后，瞬時和短時刺激時，起主要的作用的是αV亞基，隨著力學加載時間的延長，對力學感受起主要作用的是integrin α5亞基，而α2亞基在感受力學刺激的初始階段，表達無明顯變化，隨著時間的延長，其表達下調，推測其在剪切力誘導的細胞遷移行為的貢獻可能較小。這可能是因為不同的integrin傳導力學信號的途徑不相同，其被激活的時間以及方式不一致，這也體現了integrin傳遞信號途徑的多樣性和時序性。
大量研究已經證明，integrin是一種能夠響應細胞外力學刺激的重要感受器，作為信號傳遞分子，integrin依賴于介導細胞與細胞之間及細胞與細胞外基質之間的相互作用而發揮生物學效應。目前認為integrin觸發的主要下游信號途徑是黏著斑激酶(focal adhesion，FAK)和其他酪氨酸激酶引起的酪氨酸磷酸化級聯反應，并跨膜轉導細胞內外的雙向細胞信息[17]。在本研究中對腫瘤細胞加載低剪切力后，細胞表面受體integrin感受這種力學刺激并把其轉化為胞內的生物學信號，激活相應的信號途徑，從而促使腫瘤細胞發生包括遷移在內的一系列生物學行為。
本文通過體外模擬體內腫瘤所處的力學環境，研究了低剪切力對肝癌細胞HepG2遷移的影響，初步探討了低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制，對于理解惡性腫瘤的發展和遷移的生物力學機制具有一定的科學意義。
引言
癌細胞的遷移和侵襲受到腫瘤組織中鄰近細胞和細胞外基質的影響，并且依賴于局部的物理及化學微環境[1]。構成腫瘤微環境的成分比較復雜，包括多種細胞成分、細胞外基質及生長因子等化學因素。而細胞間質液之間的流動作為重要的物理影響因素，也是腫瘤體內微環境的重要組成部分，這些因素共同調控著腫瘤的發生發展過程[2-3]。腫瘤內間質液流動是組織與細胞外基質之間相互的對流[4]，這種相對流動產生了相應的剪切力。體內腫瘤微環境中細胞所受到的剪切力主要是由相鄰腫瘤細胞的相互擠壓、以及腫瘤內新生血管、淋巴及組織間液緩慢流動所產生的[5]。由于腫瘤組織血管的內皮層基質膜不完善，造成腫瘤細胞直接暴露于流動的血液、淋巴或組織液中，通常約0.01～1.0 Pa的剪切力直接作用于腫瘤細胞[6]。大量研究結果證實，體內細胞對于剪切力等生物物理因素刺激所產生的響應較化學因素誘導更快，因此在機體內，生物物理因素成為細胞生物學行為變化過程中的重要誘導因素[7]。在腫瘤細胞的遷移中，流體剪切力起到了關鍵性的作用。間液流動產生的剪切力可以導致腫瘤細胞周圍的生物活性分子重新分布，在流動方向上產生的分子梯度驅使腫瘤細胞定向遷移和侵襲[8]。無論是腫瘤原病灶處，還是在其經血管、淋巴道發生轉移過程中，癌組織細胞均受到流體剪切力的作用，而腫瘤周圍的低剪切力區正是腫瘤轉移灶的高發區。因此，剪切力誘導腫瘤細胞增加其自身的運動性，調控其遷移和侵襲行為，并最終導致其發生遠端轉移[9-11]。
細胞在遷移過程中受到細胞表面受體整合素(integrin)的調控。integrin是由α(120~185 kD)和β(90~110 kD)兩個亞基形成的異二聚體。Boudreau等[12]證實，α亞基主要參與調節integrin與細胞外基質相應的配體的特異性結合，β亞基主要調節細胞與相應的配體的黏附。Davidson等[13]的研究表明，integrin亞基 α5的上調表達與黑素瘤細胞的遷移和侵襲行為密切相關。最近研究顯示，integrin是一種響應細胞外力學刺激的主要感受器，能把力學信號轉化為細胞內化學信號，從而調節細胞一系列生物學行為[14]。剪切力通過募集和活化細胞膜表面受體integrin，并介導了下游的信號事件，從而對細胞遷移產生影響。因此，integrin介導的路徑是剪切力調控癌細胞遷移的關鍵信號通路。然而，integrin的各α亞基對于低剪切力的實時響應規律尚未見報道。
因此，本文從生物力學的角度，采用流動腔在體外模擬體內腫瘤所處的力學環境，研究低剪切力對肝癌細胞HepG2遷移的影響及HepG2細胞integrin各α亞基表達的時序規律，初步探討低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制。
1 材料和方法
1.1 材料
本實驗所采用的肝癌細胞株HepG2為本實驗室保存；1640培養基、胰蛋白酶和胎牛血清購自Invitrogen公司；anti-integrin α2 (C-9)，anti-integrin α5 (A-11)、αV (H-2)鼠多克隆抗體購置Santa公司；辣根過氧化物酶標記的二抗(羊抗鼠)購自北京鼎國生物科技有限公司。
1.2 HepG2細胞培養
HepG2細胞接種于含10%胎牛血清，10×104 U/L青霉素、100 mg/mL的鏈霉素的1640完全培養基中，置于37 ℃、5%CO2的孵箱中于飽和濕度條件下靜置培養。當細胞株在培養瓶中至80%～90%融合時采用2.5%的胰蛋白酶消化后傳代培養，取對數生長期細胞進行實驗。
1.3 劃痕法測定低剪切力對細胞遷移的影響
將HepG2細胞接種于規格為25.4 mm×76.2 mm的載玻片上培養，當細胞融合度達到90%后，改用無血清的1640培養基饑餓過夜以使細胞同步化。用細胞刮子刮出損傷區域后PBS洗凈懸浮細胞，把載玻片置于單層平行平板流動腔，通過控制流速調節剪切力大小為1.4 dyn/cm2，對照組為不加載剪切力的靜態培養細胞。在各時間點(0、1、2、4 h)分別觀察HepG2的細胞遷移情況，固定區域拍照，并重復該實驗三次，采用Picpic圖像分析軟件測量劃痕兩側的細胞遷移距離，并對所得數據進行統計學分析。
1.4 低剪切力對細胞骨架的影響
如前所述制備細胞爬片，當細胞長至90%融合度后，把載玻片裝置于單層平行流動腔，剪切力大小調節為1.4 dyn/cm2，制備各時間點(0、1、2、4 h)的細胞樣本。PBS沖洗、4%多聚甲醛固定后，PBS漂洗兩次，加入細胞骨架染料BODIPY(1∶100)37 ℃孵育60 min以對細胞骨架(F-actin)進行染色，PBS沖洗三次，每次5 min，10%甘油封片，激光掃描共聚焦顯微鏡(Leica TCS SP5，Germany)下觀察并拍照。
1.5 低剪切力對integrin αV、integrin α2及integrin α5在不同時間點表達的影響
制備爬片，當細胞長至90%融合度后，把載玻片裝置于單層平行流動腔，調節剪切力大小為1.4 dyn/cm2，分別設置0 s(對照)、15 s和30 s(瞬時刺激)；5、15 和30 min (短時刺激)；1、2、4 h(長時刺激)等各組，收集總蛋白，BCA法蛋白定量后95 ℃變性，經Western blot跑膠，轉膜，封閉后孵育一抗(anti-integrin α2、α5、αV，1∶100)4 ℃過夜。TBST洗滌后室溫孵育二抗(1∶5000)2 h，增強化學發光(enhanced chemiluminescence,ECL，Pierce) 顯影。對條帶進行灰度分析后，將目的蛋白條帶與內參的比值作為半定量指標。
2 結果
2.1 劃痕法測定低剪切力(1.4 dyn/cm2)對肝癌細胞遷移的影響
圖 1是分別在0、1、2、4 h各時間點，劃痕法測定肝癌細胞遷移的情況及其統計結果。由圖 1(b)可見，低剪切力(1.4 dyn/cm2)可顯著誘導HepG2細胞遷移，加載1.4 dyn/cm2剪切力的實驗組在各時間點的遷移距離與對照組比較均具有統計學差異(P＜0.05)。在4 h內，隨著低剪切力作用時間的延長，肝癌細胞作用的遷移距離增加。該結果表明，1.4 dyn/cm2剪切力明顯地促進了肝癌細胞的遷移。
圖1
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對HepG2肝癌細胞遷移的影響
(a)各時間點細胞遷移圖像；(b)各時間點細胞遷移距離的比較
Figure1. Effect of low shear stress (1.4 dyn/cm2) on HepG2 cell migration within 4 h(a)the typical pictures of scratch wound migration; (b) data analysis of cell migration distance (*Statistically significant difference with
2.2 低剪切力對HepG2肝癌細胞骨架F-actin的影響
圖 2顯示剪切力的加載對肝癌細胞HepG2細胞骨架F-actin的影響。由圖 2可知，低剪切力(1.4 dyn/cm2)加載不同時間(2 h和4 h)后，肝癌細胞HepG2形態發生了明顯的變化。對照組細胞(未加載剪切力)生長狀態良好，呈現明顯的不規則的多邊形，細胞骨架無明顯的絲狀結果，排列散亂。而隨著剪切力加載時間的延長，細胞形態逐漸呈現拉伸變形，細胞的鋪展面積增加，且可觀察到順應著剪切力的方向，細胞出現明顯的纖維狀應力絲。2 h和4 h的加載組比較，細胞的F-actin在剪切力作用下重排效應更為明顯。該結果證明：1.4 dyn/cm2的低剪切力能明顯誘導細胞骨架F-actin的重排，有利于細胞遷移。
圖2
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對肝癌細胞骨架的影響
Figure2.
Effect of low shear stress on HepG2 cells F-actin
2.3 低剪切力對integrin αV、integrin α2及integrin α5的影響
我們進一步采用Western blot測定了細胞膜受體integrin亞基α2、α5和αV在低剪切力的作用下，在瞬時(15 s和30 s)和短時(5 、15 和30 min)以及長時(1、2和4 h)的表達，結果如圖 3所示。可以看出，αV亞基在起始的15 s時即出現高表達，與對照比較具有顯著性差異，隨后表達逐漸降低，在30 min時有短暫升高；α5亞基在起始的15 s表達下調，但在15~30 min表達上調至較高水平；α2亞基在瞬時的15~30 s時間內，與對照比較無明顯差異，5 min時表達下調，并一直維持在一個較低水平，直到4 h時恢復至對照水平。該結果提示：integrin作為細胞膜表面的力學感受器，在感受到力學刺激后，αV亞基在瞬時和短時的時間段起主要的作用，隨著力學加載時間的延長，對力學感受起主要作用的是integrin α5亞基，而α2亞基在感受力學刺激的初始階段，表達無明顯變化，隨著時間的延長，其表達下調，推測其在剪切力誘導的細胞遷移行為的貢獻可能較小。
圖3
低剪切力(1.4 dyn/cm2)對integrin αV、integrin α2和integrin α5的影響
Figure3.
Effect of low shear stress on the expression level of integrin αV,integrin α2 and integrin α5
3 討論
目前對于腫瘤遷移機制的研究主要集中在生物化學因素的誘導上，對于剪切力等生物物理因素及其機制的研究卻鮮有報道。本研究將剪切力作用于肝癌細胞，從細胞形態學，肝癌細胞integrin α亞基的變化等角度出發，初步探討低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制。
腫瘤細胞的遷移是一個復雜的、多步驟過程，腫瘤細胞不僅在原發部位生長，而且可以通過各種途徑轉移到遠端組織和器官。腫瘤細胞在發生遷移的過程中需要細胞外因素與細胞內因素共同作用，外部因素主要包括細胞外的各種物理及化學刺激，內部因素主要包括執行運動功能的細胞骨架重塑以及一些細胞內的信號傳導系統激活等。其中流體剪切應力是細胞和組織在體內所接觸到的最普遍的一種生物力學因素，是體內微環境的重要組成部分。而腫瘤細胞周圍的淋巴液、組織間液，血液產生的低剪切力區也是腫瘤細胞在遷移過程中普遍受到的力學因素[15-16]。
本研究通過1.4 dyn/cm2低剪切力刺激肝癌細胞HepG2細胞，研究其細胞骨架以及integrin α亞基的變化，考察低剪切力對腫瘤細胞遷移的影響。從本實驗可以看出，隨著低剪切力刺激時間的延長，肝癌細胞形態逐漸呈現長梭形，細胞的鋪展面積明顯增加，F-actin呈現明顯的重排現象，細胞遷移距離與對照組相比存在顯著性差異。Western blot實驗結果表明，在感受到力學刺激后，瞬時和短時刺激時，起主要的作用的是αV亞基，隨著力學加載時間的延長，對力學感受起主要作用的是integrin α5亞基，而α2亞基在感受力學刺激的初始階段，表達無明顯變化，隨著時間的延長，其表達下調，推測其在剪切力誘導的細胞遷移行為的貢獻可能較小。這可能是因為不同的integrin傳導力學信號的途徑不相同，其被激活的時間以及方式不一致，這也體現了integrin傳遞信號途徑的多樣性和時序性。
大量研究已經證明，integrin是一種能夠響應細胞外力學刺激的重要感受器，作為信號傳遞分子，integrin依賴于介導細胞與細胞之間及細胞與細胞外基質之間的相互作用而發揮生物學效應。目前認為integrin觸發的主要下游信號途徑是黏著斑激酶(focal adhesion，FAK)和其他酪氨酸激酶引起的酪氨酸磷酸化級聯反應，并跨膜轉導細胞內外的雙向細胞信息[17]。在本研究中對腫瘤細胞加載低剪切力后，細胞表面受體integrin感受這種力學刺激并把其轉化為胞內的生物學信號，激活相應的信號途徑，從而促使腫瘤細胞發生包括遷移在內的一系列生物學行為。
本文通過體外模擬體內腫瘤所處的力學環境，研究了低剪切力對肝癌細胞HepG2遷移的影響，初步探討了低剪切力誘導肝癌細胞HepG2遷移的分子機制，對于理解惡性腫瘤的發展和遷移的生物力學機制具有一定的科學意義。
