细胞的可变形性在细胞内力信号传递和转导过程中具有重要的作用.根据不同的实验依据,目前有若干种理论模型被用来描述细胞的可变形性,包括微丝网络模型、弹性皮层-粘性胞质模型和张力整体模型.为了从实验上验证细胞的可变形性究竟更可能遵从哪一种模型,我们采用了一系列的方法来改变细胞的力学平衡,包括我们独创的氧等离子体诱导聚合的可变形硅胶培养基底技术、功能活性细胞骨架技术、细胞显微操作和胰蛋白酶消化等,以探讨胞外粘附、微丝及微管的力学作用.结果表明,细胞内存在张力,该张力由微丝产生,而胞外粘附和微管可以抗拒微丝的张力.此外,应力在细胞内的传递过程依赖于细胞骨架的完整性,破坏细胞骨架后在细胞表面局部施加应力,细胞仅产生局部应变,而在未经处理的细胞上,局部施加的应力可以传递到细胞深处.这些结果表明,细胞可变性更可能遵从张力整体模型.另一方面,基于细胞形态深刻影响着细胞的诸多基本生理过程这一事实,如生长、凋亡和分化等,我们发展了两种技术手段,即毛细管微包被技术和微制作低自由能表面技术.这两种技术均可精确控制细胞的铺展面积和形状,为今后进一步研究细胞形态调控细胞功能背后的力学问题提供了可行性.此外,这两种方法还可用于细胞在表面上的空间分布,为相关的涉及细胞空间分布的生物医学工程研究领域,如组织工程和基于细胞的生物芯片等提供了基本的技术.