肿瘤细胞被嵌入高度结构化的微环境中,微环境中的胞外基质(ECM)和邻近细胞给肿瘤细胞施加了特定的压力和边界,不仅能够影响细胞的结构和力学特性,还影响细胞的极性和功能。同样,肿瘤细胞的发生发展与其微环境是密不可分的,它为肿瘤细胞的增殖,扩散,耐药等一系列行为提供所需的各种代谢物和因子。肿瘤细胞与微环境两者的关系既是相互依存,相互促进,又是相互拮抗,相互斗争的。将细胞微图案化是研究细胞对特定微环境线索反应的一种高效方法,从而突出了微环境的机械和几何特性在细胞生理学的研究中关键作用。自噬作为一种能够维持体内平衡的高度保守分解的代谢途径,负责大量多余的功能失调的蛋白质和细胞器的降解。一方面,自噬可以产生细胞保护机制清除自身老化的蛋白质和受损的细胞器;另一方面,肿瘤细胞可以利用自噬减轻细胞生存压力这一特性,作为抵抗化疗的生存机制,促进肿瘤细胞生长和增殖。但是,肿瘤细胞几何形态和自噬之间的机制尚不清楚。所以,探究细胞几何形态和自噬的机制可以为临床肿瘤治疗提供一个新的思路。本研究选取黑色素瘤A375细胞作为实验对象。通过微接触印刷技术制备不同形状的印章,模拟体内高度结构化的肿瘤微环境,探究细胞几何形状对肿瘤细胞自噬的影响机制。在本研究中将黑色素瘤细胞A375分别接种在面积均为1000μm~2的三角形、圆形以及横纵比为1:1、1:4的矩形微图案基底上,培养24 h,利用免疫荧光技术检测加入雷帕霉素后不同形状细胞中细胞自噬标志物LC3B的数量,结果表明在横纵比为1:4的矩形微图案基底上的细胞LC3B的数量较多。研究表明,YAP是细胞机械转导转录共激活因子。于是进一步沉默YAP检测细胞的自噬情况,并利用免疫荧光技术检测不同形状细胞中力学信号敏感分子YAP入核情况,实验结果表明沉默YAP后,LC3B点状物的数量减少,不同形状的细胞YAP入核情况不同。通过免疫荧光技术采集不同形状细胞的细胞核图片,并用matlab分析细胞核相关参数,可以发现在横纵比为1:4的细胞中细胞核的横纵比、面积等参数的数值都较低。通过免疫荧光技术检测HDAC3在不同形状的细胞中核质分布情况,结果发现HDAC3在横纵比为1:4的细胞中入核水平显著降低;用肌球蛋白抑制剂Blebbistatin处理后,利用免疫荧光技术检测HDAC3在不同形状的细胞中核质分布情况,结果表明HDAC3的入核水平显著提高。紧接着用免疫荧光技术检测不同形状的细胞中F-actin,MyosinⅡa表达,用肌球蛋白抑制剂Blebbistatin处理后,利用免疫荧光技术检测细胞应力纤维的情况。结果发现,在横纵比为1:4的细胞中F-actin,MyosinⅡa表达水平显著提高。综上所述,在形状是横纵比为1:4的细胞中,细胞收缩力较强导致HDAC3核水平较低以及YAP入核水平较高,自噬水平较高。说明细胞几何形状能够影响肌球蛋白的收缩性,进而影响HDAC3核转运,从而影响力学敏感分子YAP的入核水平,最终影响细胞自噬的水平。