摘要:
机体所有的组织都受到由细胞自身和细胞外环境所产生的生物机械力（Biomechanical force）的作用。生物机械力既可诱导细胞增殖，亦可诱导细胞死亡。而生理学水平的生物机械力是器官的结构与功能发育和维持的必要条件之一，提高生物机械力则可导致细胞死亡，引发机体一系列病理学变化。在真核细胞中,细胞核含有染色体组,是转录调节场所。细胞核是最大和最硬的细胞器。细胞核一方面承受通过细胞骨架所传递的来至于细胞外部的生物机械力作用，同时也承受由细胞内部所产生的生物机械力作用。在这里，我们复习了细胞内与细胞外的生物机械力对细胞核形状和结构的影响；以及这些生物机械力诱导的变化如何转变为细胞信号传导和基因转录。复习了细胞核和核结构蛋白的力学研究，诸如，核纤层蛋白（Lamins）。在核纤层蛋白突变或缺失的细胞中，如遗传工程化小鼠，RNA干扰研究，或人类疾病，可以观察到这些细胞核的形状、结构和刚度（硬度）发生了令人惊异的变化。我们也着重讨论了在整个发育、生理和病理变化过程中，细胞核形状变化和细胞功能改变之间的联系。这些研究均提示，在细胞对生物机械力刺激的反应中，细胞核自身具有重要的作用。在生物体生长发育的很多重要的进程中，如发育，分化，成熟和衰老，细胞核的形状和结构组成均会发生变化。在这些进程中，细胞通过改变细胞核内基因表达,实现对生物机械力的应答反应。然而，细胞核自身如何感知力学信号并对其发生应答反应，仍不清楚。除了外部生物机械力的作用，细胞核内染色质结构的后天性修饰也会改变核的物理性质。在这里，我们回顾了当前关于细胞核结构与细胞核力学生物学的相关文献以及它们的研究现状。但要更深入地了解核结构和核材料性质与细胞核力学生物学间的关系，了解生物机械力与基因组相互作用的直接机制，细胞核的形状如何与力传导相关，则需要进一步系统地深入地研究。
