Mechanical Stiffness Controls Dendritic Cell Metabolism and Function

新陈代谢 细胞生物学 细胞代谢 功能(生物学) 刚度 生物 细胞 能量代谢 化学 生物化学 内分泌学 物理 热力学
作者
Mainak Chakraborty,Kevin Chu,Annie Shrestha,Xavier S. Revelo,Xiangyue Zhang,Matthew J. Gold,Saad Khan,Megan Lee,Camille Huang,Masoud Akbari,Fanta Barrow,Yi Tao Chan,Helena Lei,Nicholas Konstantine Kotoulas,Juan Jovel,Chiara Pastrello,Max Kotlyar,Cynthia Goh,Evangelos D. Michelakis,Xavier Clemente‐Casares
出处
期刊:Cell Reports [Cell Press]
卷期号:34 (2): 108609-108609 被引量:150
标识
DOI:10.1016/j.celrep.2020.108609
摘要

Stiffness in the tissue microenvironment changes in most diseases and immunological conditions, but its direct influence on the immune system is poorly understood. Here, we show that static tension impacts immune cell function, maturation, and metabolism. Bone-marrow-derived and/or splenic dendritic cells (DCs) grown in vitro at physiological resting stiffness have reduced proliferation, activation, and cytokine production compared with cells grown under higher stiffness, mimicking fibro-inflammatory disease. Consistently, DCs grown under higher stiffness show increased activation and flux of major glucose metabolic pathways. In DC models of autoimmune diabetes and tumor immunotherapy, tension primes DCs to elicit an adaptive immune response. Mechanistic workup identifies the Hippo-signaling molecule, TAZ, as well as Ca2+-related ion channels, including potentially PIEZO1, as important effectors impacting DC metabolism and function under tension. Tension also directs the phenotypes of monocyte-derived DCs in humans. Thus, mechanical stiffness is a critical environmental cue of DCs and innate immunity.
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