细胞牵引力显微镜 | Nature Methods

力学生物学mechanobiology领域，研究机械力如何影响细胞行为，这取决于细胞牵引力显微镜traction force microscopy (TFM) 等工具来量化细胞对细胞外基质施加的作用力。尽管该技术在二维体外系统中已十分成熟，但三维形式——即三维牵引力显微镜——尽管取得了显著的技术进展，却仍未得以充分利用。

近日，比利时鲁汶大学Jorge Barrasa-Fano，Hans Van Oosterwyck等在Nature Methods上发文，系统概述了三维牵引力显微镜的常见质疑，详细介绍了当前应局限性的实验与计算策略。

还描述了如何将三维牵引力显微镜与生物学读出信号相结合，并重点探讨了在长期实验中的应用。同时讨论了用于数据解读的指标，以及如何将这些指标与最优牵引力反演方法结合以解答特定生物学问题。

最后，展望了未来发展方向，提出可通过与新兴技术相结合，应对细胞外基质异质性、三维细胞团内部应力分析等挑战。在提升三维牵引力显微镜的实用性，促进更广泛的应用，并为力学生物学的未来发展提供有效工具。

Guidance for 3D traction force microscopy today and in the next decade. 未来十年的三维牵引力显微镜指南。

图1:用于长时移位移场测量的细胞牵引力显微镜traction force microscopy，3DTFM策略。

图2:基质重塑模式和监测的实验技术。

图3: 三维细胞牵引力显微镜3DTFM计算和实验技术，以获取多细胞集群内的细胞-细胞力。