Mechanobiology of Epithelial Monolayers under Shear Loading

剪切载荷下单层上皮的力学生物学

基本信息

  • 批准号:
    1662431
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2018-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mechanical interactions between cells govern the basic processes of life. We don't understand these mechanical effects enough, however, to explain many of the important questions in multicellular biology, tissue development, and disease progression that we already know are dependent on intercellular forces. Maintenance and turnover of the attachments between cells (adhesions) is critical to how cells can form a barrier between different parts of organs. Adhesion is important to wound healing, and also disruption of cell-cell adhesion is a precursor to cancer metastasis. Organ formation, wound healing and cancer metastasis involve large deformations and force generation, yet the mechanisms underlying the dynamic regulation of cell adhesions, how cells slide or shear past one another, or how cell-cell adhesions function under mechanical loading are not yet understood. The research goal is to understand how tissues distribute and respond to shear force transmitted through cell-cell junctions. The project will test how shear modifies collective cell behavior and reorganization of cellular architecture. Such changes are coupled to the biomechanical properties of cells and ultimately regulate tissue integrity, barrier functions and homeostasis. The research results will be incorporated into modules for teaching basic Engineering and Biology courses, and the development of undergraduate research experiences within our laboratories. The PIs actively participate in community outreach and research experiences for teachers and under-represented students.This research combines custom micro-fabricated cell culture platforms with force-sensing and displacement-actuation with mechanical analyses and cell biological methods such as pharmacological inhibitors and knockout cell lines. We study how externally applied and cell-generated forces dynamically modify collective cell behavior in response to shear disruption. Physiological development exhibits slow deformations while injury occurs on a faster timescale, thus we test the idea that collective cell mechanoresponse depends not only on load and tissue rigidity, but also on the applied loading rate. We will test the idea that dynamic cell-cell adhesion is governed by protein catch bonds with force- and rate-dependence. This work will deliver new platform technologies for mechanical manipulation and observation of epithelial tissues and test new models of force transfer and cell-cell communications across cell-cell adhesions and the cytoskeleton. Insights gained in this work will increase our understanding of epithelial homeostasis which underlies normal barrier function in each organ system.
细胞之间的机械相互作用控制着生命的基本过程。 然而,我们对这些机械效应的了解还不够,无法解释多细胞生物学、组织发育和疾病进展中的许多重要问题,而我们已经知道这些问题依赖于细胞间力。细胞之间附着物(粘附)的维持和周转对于细胞如何在器官不同部分之间形成屏障至关重要。 粘附对于伤口愈合很重要,细胞间粘附的破坏也是癌症转移的先兆。器官形成、伤口愈合和癌症转移涉及大的变形和力的产生,但细胞粘附动态调节的机制、细胞如何彼此滑动或剪切、或者细胞与细胞粘附在机械负载下如何发挥作用尚不清楚。研究目标是了解组织如何分布和响应通过细胞-细胞连接传递的剪切力。 该项目将测试剪切如何改变集体细胞行为和细胞结构重组。这些变化与细胞的生物力学特性相关,并最终调节组织完整性、屏障功能和体内平衡。 研究成果将纳入基础工程和生物学课程的教学模块,以及实验室内本科生研究经验的发展。 PI 积极参与社区外展活动,为教师和代表性不足的学生提供研究经验。这项研究将具有力传感和位移驱动功能的定制微型细胞培养平台与机械分析和细胞生物学方法(如药理抑制剂和敲除细胞)相结合线。我们研究外部施加的力和细胞产生的力如何动态改变集体细胞行为以响应剪切破坏。生理发育表现出缓慢的变形,而损伤发生在更快的时间尺度上,因此我们测试了集体细胞机械反应不仅取决于负载和组织刚度,还取决于所施加的负载率的想法。我们将测试动态细胞间粘附是由具有力和速率依赖性的蛋白质捕获键控制的想法。这项工作将为上皮组织的机械操作和观察提供新的平台技术,并测试跨细胞间粘附和细胞骨架的力传递和细胞间通信的新模型。这项工作中获得的见解将增加我们对上皮稳态的理解,上皮稳态是每个器官系统正常屏障功能的基础。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Beth Pruitt其他文献

Beth Pruitt的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Beth Pruitt', 18)}}的其他基金

BRITE Fellow: The Mechanobiology of Sex and Stress
BRITE 研究员:性与压力的机械生物学
  • 批准号:
    2227509
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
BRITE Fellow: The Mechanobiology of Sex and Stress
BRITE 研究员:性与压力的机械生物学
  • 批准号:
    2227509
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRT-URoL: Data Driven Biology
NRT-URoL:数据驱动生物学
  • 批准号:
    2125644
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mechanobiology of Epithelial Monolayers under Shear Loading
剪切载荷下单层上皮的力学生物学
  • 批准号:
    1834760
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Student Travel - 12th International Workshop on Nanomechanical Sensing (NMC2015); Auckland, New Zealand.
学生旅行——第十二届纳米机械传感国际研讨会(NMC2015);
  • 批准号:
    1505547
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Workshop:Student Travel - 10th International Workshop on Nanomechanical Sensing (NMC2013) To be held May 1-3 2013, Stanford, California
研讨会:学生旅行 - 第 10 届纳米机械传感国际研讨会 (NMC2013) 将于 2013 年 5 月 1-3 日在加利福尼亚州斯坦福举行
  • 批准号:
    1313779
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EFRI-MIKS: Force Sensing and Remodeling by Cell-Cell Junctions in Multicellular Tissues
EFRI-MIKS:多细胞组织中细胞-细胞连接的力传感和重塑
  • 批准号:
    1136790
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EFRI-CBE: Engineering of cardiovascular cellular interfaces and tissue constructs
EFRI-CBE:心血管细胞界面和组织结构的工程
  • 批准号:
    0735551
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
\NER: Coaxial Tip Piezoresistive Cantilever Probes for High-Resolution Scanning Gate Microscopy
NER:用于高分辨率扫描门显微镜的同轴尖端压阻悬臂探针
  • 批准号:
    0708031
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: A Microsystems Approach to Cellular Manipulation and Interaction
职业:细胞操纵和交互的微系统方法
  • 批准号:
    0449400
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

CircNOS2/miR-513a-5p/NOS2促进鼻黏膜上皮细胞坏死性凋亡在变应性鼻炎中的作用机制
  • 批准号:
    82371127
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LPIN3通过GPX4调控近端肾小管上皮细胞铁死亡在急性肾损伤中的机制研究
  • 批准号:
    82300787
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肿瘤相关性上皮细胞亚群的特征鉴定及其在宫颈癌发病中的机制研究
  • 批准号:
    82372637
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
巨噬细胞通过TGF-β1/IGFBP2调控上皮细胞重编程促进干眼炎症反应的机制研究
  • 批准号:
    82371035
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NLRP3炎症小体激活调控肺上皮细胞铁死亡改善肺纤维化的机制研究与OMT干预作用
  • 批准号:
    82304502
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Damage-Free, Ultrasonic Cell Isolation from Retinal Pigment Epithelium (RPE) Monolayers
从视网膜色素上皮 (RPE) 单层中进行无损伤超声波细胞分离
  • 批准号:
    10717828
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
Fabrication of crypt patterned primary colon epithelial monolayers with embedded vascularization under perfusion in a customized high-throughput 384 well plate
在定制的高通量 384 孔板中灌注下嵌入血管化的隐窝图案化原代结肠上皮单层的制造
  • 批准号:
    575882-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
Fabrication of crypt patterned primary colon epithelial monolayers with embedded vascularization under perfusion in a customized high-throughput 384 well plate
在定制的高通量 384 孔板中灌注下嵌入血管化的隐窝图案化原代结肠上皮单层的制造
  • 批准号:
    575882-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
Developing primary cell enteroid-derived intestinal epithelial monolayers to study barrier function
开发原代细胞肠样来源的肠上皮单层以研究屏障功能
  • 批准号:
    523542-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Experience Awards (previously Industrial Undergraduate Student Research Awards)
Mechanobiology of Epithelial Monolayers under Shear Loading
剪切载荷下单层上皮的力学生物学
  • 批准号:
    1834760
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.83万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了