Actin protrusions microencapsulated in a 3D collagen matrix.

source:Chinese Society of Matrix Biology    add time:2016-01-15 11:24:54
Mechanoresponsive, omni-directional and local matrix-degrading actin protrusions in human 
mesenchymal stem cells microencapsulated in a 3D collagen matrix.

Fu Chak Ho, Wei Zhang, Yuk Yin Li, Barbara Pui Chan

Department of Mechanical Engineering,Haking Wong Building, Pokfulam Road, The University of 
Hong Kong, Hong Kong
 Special Administrative Region.

Abstract

Cells are known to respond to multiple niche signals including extracellular matrix and mechanical loading. In
 others and our own studies, mechanical loading has been shown to induce the formation of cell alignment in
 3D collagen matrix with random meshwork, challenging our traditional understanding on the necessity of
 having aligned substrates as the prerequisite of alignment formation. This motivates our adventure in decip
hering the mechanism of loading-induced cell alignment and hence the discovery of the novel protrusive 
functional structure at the celle
-matrix interface. Here we report the formation of mechanoresponsive, 
omni-directional and local matrix-degrading actin protrusions in human mesenchymal stem cells (hMSCs) 
microencapsulated in collagen following a shifted actin assembly/disassembly balance. These actin protrusiv
e structures exhibit morphological and compositional similarity to filopodia and invadopodia but differ from 
them in stability, abundance, signaling and function. Without ruling out the possibility that these structures 
may comprise special subsets of filopodia and invadopodia, we propose to name them as mechanopodia so 
as to reveal their mechano-inductive mechanism. We also suggest that more intensive investigations are 
needed to delineate the functional significance and physiological relevance of these structures. This work 
identifies a brand new target for cellematrix interaction and mechanoregulation studies.

Links:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961215002409
Copyright © 2014 Chinese Society of Matix Biology (CSMB)