大多数的活体组织都具有特定的硬度，并且对细胞行为有着重要深远的影响。而这种硬度是如何影响细胞对纳米材料的反应这一问题目前还尚未阐明。北德州大学杨勇教授团队研究了基质硬度这一因素对多壁碳纳米管(MWCNTs)诱导正常人肺成纤维细胞(NHLFs)发生成纤维反应的影响。实验在与人类正常肺组织和纤维化肺组织具有相当硬度的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶上培养NHLFs，并利用MWCNTs做不同时长的处理。结果观察到NHLFs的成纤维反应，包括细胞增殖、活性氧的产生和胶原I的表达等都会受到基质硬度的影响。具体来说，NHLFs在软凝胶上时会需要较长的处理时间才能表现出纤维化反应；而在硬水凝胶上通过短时间的MWCNTs处理就足以诱导纤维化反应。机制研究表明，MWCNTs可通过促进局灶性粘附激酶(FAK)的表达和磷酸化来诱导NHLFs的纤维化形成，并且当在硬凝胶上时还通过可以减弱细胞内的张力以增加细胞对MWCNTs的摄取，从而提高纤维化反应。这一研究表明增加基质刚度可以加速纤维化的形成，也为合理设计用于纳米毒理学研究的体外模型提供了新的依据。

Kai Wang, Yong Yang. et al. Substrate Stiffness-Dependent Carbon Nanotube-Induced Lung Fibrogenesis. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01943

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01943