Microneedle-Based DNA Tension Gauge Tethers Enable In Vivo Monitoring of Cell Mechanics during Skin Tissue Regeneration

真皮成纤维细胞施加的细胞机械力在皮肤组织修复与伤口愈合过程中发挥着至关重要的作用，其施加的机械力是推动再生进程的关键因素之一。然而，如何在复杂的体内环境或组织中植入力的界面且能够测量机械力，是生物力学研究中的技术难点。为应对这一挑战，我们开发了一种集成DNA张力探针锚链的微针贴片（ME-TGT贴片），用于实时监测小鼠真皮成纤维细胞在生理和病理状态下所施加的机械力。ME-TGT贴片的核心设计在于将微针结构作为力学与电化学信号的转换界面。当细胞膜表面的整合素特异性识别并结合探针上所修饰的整合素配体cRGDfk时，细胞所产生的机械力可导致DNA双链结构发生不可逆断裂。这种由机械力驱动的分子构象变化，最终被转化为可定量检测的电化学信号。进一步将其应用于小鼠皮肤伤口愈合过程的动态监测，我们发现在0至14天的愈合周期中，电化学信号呈现先上升后下降的变化趋势，揭示了力学行为在修复过程中的动态调节特征。该微针贴片不仅为在活体检测细胞机械力提供了可能性的工具，也为深入探索力学微环境在组织再生与修复中的作用机制开辟了新的研究方法。

文章详情：Xiaofei Ma,^#Yuanbin Guo,^#Haotian Li, Chen Zhao, Xuran Dai, Mo Ma, Pinyi Ma, Daqian Song, Yongxi Zhao, Feng Chen,* and Ying Sun*. Microneedle-Based DNA Tension Gauge Tethers Enable In Vivo Monitoring of Cell Mechanics during Skin Tissue Regeneration, JACS Au, 2025, 5, 4560–4569.

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacsau.5c00870