近期，河北工业大学生物物理研究所袁宏博副教授、安海龙教授使用具有应力刚化（stain-stiffening）性质的螺旋聚异腈多肽水凝胶（PIC）作为模型基质对肝癌细胞HepG2进行3D培养，发现力学传感器YAP和KCa3.1钾通道通过响应基质的应力刚化力学环境调控肝癌细胞的增殖、迁移等行为（图1）。HepG2细胞能够在修饰有GRGDS的PIC水凝胶里分裂、增殖形成球状聚集体。具有较高临界应力（Critical stress, σc）的PIC水凝胶（通过链长调控）能够刺激HepG2细胞的增殖速率和迁移速度。此外，较高的临界应力环境促进YAP的过表达及核定位，从而激活细胞机械信号转导；促进肌动蛋白丝状应力纤维的形成，使细胞骨架张力增加；进而诱导KCa3.1钾离子通道过表达。然而，通过F-肌动蛋白抑制剂latrunculin.A抑制细胞应力纤维的形成，降低细胞对基质机械环境的敏感度，从而抑制了YAP和KCa3.1钾通道的表达。
该工作以“Polyisocyanide Hydrogels with Tunable Nonlinear Elasticity Mediate Liver Carcinoma Cell Functional Response”为题发表在《Acta BioMaterialia》上。文章第一作者是河北工业大学硕士研究生刘紫欣和博士后付静璇，通讯作者为袁宏博副教授、安海龙教授和王晖教授。该研究得到国家自然科学基金委和河北省高层次留学人才回国资助项目的支持。
Ovijit Chaudhuri和Paul A Janmey等人于2020年在《Nature》（DOI: 10.1038/s41586-020-2612-2）上发表综述文章阐释了天然ECM同时具有的多种复杂力学性质，包括非线性力学性质/应力刚化力学性质（nonlinear mechanics/strain-stiffening）、粘弹性/应力松弛（viscoelasticity/stress relaxation）以及力学可塑性（plasticity）等等，并且讨论了这些动态力学性质在调控细胞行为方面的功能以及在组织工程中的应用，对仿生材料的设计方向进行了展望。
