HCells 三部曲·第一章：牵引力，从 Nature / Cell / Science 走向我们的 HCells

微图案化培养条件下的 hiPSC 来源心肌细胞在不同培养基、基质刚度和时间点呈现出截然不同的形态与功能特征。每一个散点代表一枚生长在特定几何图案上的单细胞，可用于定量比较细胞面积、长宽比以及相应的牵引力输出等参数。结果显示，形态越接近“成人样”细长结构的心肌细胞，牵引力峰值越高、方向性越明确，提示微环境和几何约束不仅重塑细胞形态，也同步重塑其力学表型，为牵引力作为 hiPSC-CM 成熟度和功能状态评价指标提供了直接支持（Pardon et al., Nature Communications, 2024）。

肺泡微环境中的牵引力（机械张力）升高会直接作用于肺泡Ⅱ型上皮/干细胞，激活以 TGF-β 为核心的信号环路，导致这些细胞再生能力受限，并推动纤维化从肺周边向中心进行性推进。该机制图将“外界力学负荷”与“上皮细胞命运选择”和“肺纤维化进展”串联在一起，提示牵引力相关的力学生物学改变并非附属现象，而是驱动部分进行性肺纤维化的重要病理因素之一（ Wu et al., Cell, 2019）。

癌相关成纤维细胞（CAF）通过牵引力“拖拽”上皮来源癌细胞实现集体浸润。CAF 在基质上产生明显的牵引力场，高牵引区域沿着 CAF–癌细胞接触界面延伸；两者通过异源 E-cadherin/N-cadherin 黏附连接形成一条力学耦联通路，使 CAF 施加在基质上的牵引力得以部分传递到癌细胞一侧，从而显著增强癌细胞的前进趋势和侵袭能力。这一结果表明，在肿瘤浸润过程中，牵引力不仅来自肿瘤细胞本身，更由 CAF–癌细胞力学协同驱动（Labernadie et al., Nature Cell Biology, 2017）。

PIEZO1 调控下 CD8? T 细胞牵引力与效应功能的变化。阻断或敲低 PIEZO1 后，T 细胞在免疫突触处施加的牵引力整体显著增强，牵引力曲线的峰值和积分均上升；相反，当通过药物或细胞骨架干预削弱牵引力生成时，T 细胞对肿瘤细胞的杀伤能力同步下降。该图将牵引力读数与功能读数并列呈现，直观表明对效应 T 细胞而言，机械输出不是附属现象，而是细胞毒性反应中不可分割的一部分（Pang et al., Nature Biomedical Engineering, 2024）。