Mechanotransduction of Neural Cells Through Cell–Substrate Interactions

机械转化 细胞生物学 整合素 细胞粘附 细胞粘附分子 细胞 跨膜蛋白 细胞信号 信号转导 神经细胞 化学 生物 神经科学 受体 生物化学
作者
Jessica Stukel,Rebecca Kuntz Willits
出处
期刊:Tissue Engineering Part B-reviews [Mary Ann Liebert]
卷期号:22 (3): 173-182 被引量:103
标识
DOI:10.1089/ten.teb.2015.0380
摘要

Neurons and neural stem cells are sensitive to their mechanical and topographical environment, and cell-substrate binding contributes to this sensitivity to activate signaling pathways for basic cell functions. Many transmembrane proteins transmit signals into and out of the cell, including integrins, growth factor receptors, G-protein-coupled receptors, cadherins, cell adhesion molecules, and ion channels. Specifically, integrins are one of the main transmembrane proteins that transmit force across the cell membrane between a cell and its extracellular matrix, making them critical in the study of cell-material interactions. This review focuses on mechanotransduction, defined as the conversion of force a cell generates through cell-substrate bonds to a chemical signal, of neural cells. The chemical signals relay information via pathways through the cellular cytoplasm to the nucleus, where signaling events can affect gene expression. Pathways and the cellular response initiated by substrate binding are explored to better understand their effect on neural cells mechanotransduction. As the results of mechanotransduction affect cell adhesion, cell shape, and differentiation, knowledge regarding neural mechanotransduction is critical for most regenerative strategies in tissue engineering, where novel environments are developed to improve conduit design for central and peripheral nervous system repair in vivo.
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