肿瘤转移是癌症致死的关键原因之一，上皮
-间质转化（epithelial-mesenchymal transition
, EMT
）作为其中重要的细胞表型转化过程，受到来自肿瘤
微环境和侵袭过程中几何限制的调节，与形态变化、力学响应密切相关。然而
，由于缺乏精准、独立调节细胞与细胞核形状的方法，细胞与亚细胞结构的形态对于上皮
-间质转化乃至其它细胞行为的影响通常难以区分。该文旨在探讨细胞外形和细胞核形状各自对于E
MT
的影响，如图
1所示。
图
1
.
细胞外形与
细胞核形
状对
于上皮
-
间质转化的影响
复旦大学丁建东团队设计了嵌合拓扑图案，以通常作为细胞培养板基材的聚
苯乙烯为
聚合物原料，结合溶剂挥发法、光刻和微接触印刷技术制备了含相应图案
的聚合物材料，以黏附反差微坑调节细胞外形，以微坑内的微柱阵列调节细胞核形状，实现了对细胞外形与细胞核形状的独立
调节
（图
2
、图
3
）。
图
2. 聚苯乙烯嵌合
拓扑图
案的制备方法。
图
3.
聚合物嵌合拓扑图案
上的细
胞核变形
在嵌合拓扑图案上，具有相同铺展面积的细胞能够在相同长径比的外形下发生细胞核变形，也可以在相同细胞核形状
下受到黏附微坑的调节具有不同长径比。随着细胞长径比的增加，癌细胞的上皮
-间质转化增强（图4）；细胞核变形对
间质特征的获得也具有促进作用（图
5
）。
图
4. 细胞拉长促进了
上皮-间质转化
进程
图
5. 微柱阵列对上皮-间质转化
具有非单调影响
随着细胞长径比增
加
，细胞骨架收缩性增强，并发生取向组装；而嵌合图案上的微柱阵列在
诱导细胞核变形的同时，抑制细胞骨架的收缩性并干扰其取向组装（图
6
、图
7
）。
图
6. 微柱阵列阻碍了随长径比增加
而激活的
细胞骨架收缩性
图
7. 微柱阵列干扰了随长径比增加而激活
的细胞
骨架取向组装
为验证细胞骨架收缩性和取向组装在上皮
-间质转化调节中的功能，进一步通过布雷他汀抑制肌球蛋白，发现细胞恢复
为更强的
上皮表型，表明力学转导是细胞形态调节上皮-间质转化的必要条件（图
8
）。
图
8. 肌球蛋白抑制对聚合物嵌合拓扑图案上癌细
胞上皮
-间质转化的影响
在肌球蛋白被抑制的条件下，微柱阵列上癌细胞的细胞核变形依然得到保留，且相比细胞核未发生凹陷的癌细胞
表现出更强的间质特征。此时，微柱阵列对上皮
-间质转化具有两种相反的影
