Surface wettability of plasma SiO _x :H nanocoating-induced endothelial cells' migration and the associated FAK-Rho GTPases signalling pathways

Abstract

Vascular endothelial cell (EC) adhesion and migration are essential processes in re-endothelialization of implanted biomaterials. There is no clear relationship and mechanism between EC adhesion and migration behaviour on surfaces with varying wettabilities. As model substrates, plasma SiO x :H nanocoatings with well-controlled surface wettability (with water contact angles in the range of 98.5 + 2.38 to 26.3 + 4.08) were used in this study to investigate the effects of surface wettability on cell adhesion/migration and associated protein expressions in FAK-Rho GTPases signalling pathways. It was found that EC adhesion/migration showed opposite behaviour on the hydrophilic and hydrophobic surfaces (i.e. hydrophobic surfaces promoted EC migration but were anti-adhesions). The number of adherent ECs showed a maximum on hydrophilic surfaces, while cells adhered to hydrophobic surfaces exhibited a tendency for cell migration. The focal adhesion kinase (FAK) inhibitor targeting the Y-397 site of FAK could significantly inhibit cell adhesion/migration, suggesting that EC adhesion and migration on surfaces with different wettabilities involve ( p)FAK and its downstream signalling pathways. Western blot results suggested that the FAK-Rho GTPases signalling pathways were correlative to EC migration on hydrophobic plasma SiO x :H surfaces, but uncertain to hydrophilic surfaces. This work demonstrated that surface wettability could induce cellular behaviours that were associated with different cellular signalling events.

Rear actomyosin contractility-driven directional cell migration in three-dimensional matrices: a mechano-chemical coupling mechanism

“…In previous works, we demonstrated the important contribution to cell migration and adhesion by cytoskeletal reorganization associated with focal adhesions assembly when the cells overexpressed Id1 [14], stimulated by various concentrations of oxLDLs (oxidized low-density lipoprotein) at static conditions [15 -17], placed on surfaces with different degrees of wettability [18,19] or LDL treatment under shear stress [20,21]. It is well established that cells use actin polymerization coupled with integrin-mediated adhesion to generate lamellipodial protrusions at the cell front to migrate on two-dimensional substrates [2].…”

Surface Modification of Bare-Metal Stents for Preventing Restenosis (Part 2)

“…Ранее упоминалось о неоднородности ЕРСs, функциональных и фено-типических различиях прогениторных и зрелых эндотелиальных клеток. Немногочисленные ис-следовательские работы проведены на разных типах клеток (ЕРС, HUVEC, EA.hy 926) [54][55][56], поэтому результаты не поддаются сравнению. Однако, при всех равных условиях, физические свойства поверхности металла, такие как гидро-фильность и шероховатость, оказывают боль-шое влияние на адгезию и функциональные ха-рактеристики культивируемых на поверхности металла эндотелиальных клеток [54].…”

“…Работа Shen Y. и соавторов посвящена влия-нию гидрофобных/гидрофильных свойств по-верхности на адгезию и миграцию ECs [56]. С помощью плазменного нанопокрытия SiOx:Н, позволяющего хорошо контролировать уровень смачиваемости, выполнена обработка метал-лической поверхности образцов (краевой угол смачивания составил диапазон от 98.5+2.38о до 26.3+4.08о).…”

“…Однако, при всех равных условиях, количество EPCs, прикрепившихся к гидрофобной поверх-ности, оказалось больше. Данные противоречат результатам исследований, полученным на куль-туре зрелых эндотелиальных клеток HUVEC [55] и гибридоме EA.hy 926 [56], которые лучше ад-гезировались на гидрофильной поверхности, и демонстрируют различные предпочтения клеток одной линии, но различной степени зрелости. Морфологический анализ показал, что грубые поверхности титана способствовали образова-нию у клеток псевдоподий, тогда как на гладких поверхностях ЕРС псевдоподий не формировали.…”

Structural and optical properties of a‐SiOx:H thin films deposited by the GJ EBP CVD method

“…In addition, a‐SiO x :H thin films are used even in exotic areas such as biotechnology; in particular, the adhesion and migration of vascular endothelial cells on the surface of such films were studied in Ref. .…”