细胞并非静止不动的

        你是否想过，我们每次呼吸时，肺部细胞其实在经历一场“健身操”？但传统细胞培养通常将细胞置于静止的培养皿中，忽略了体内细胞时刻在经历的机械刺激。在这项发表于《International   Journal of Molecular Sciences》的研究《Quantitative Phosphoproteomics Reveals Cell   Alignment and Mitochondrial Length Change under Cyclic Stretching in Lung   Cells》中，研究者借助 ATMS（Automated Tension-Maintaining System）动态培养系统的周期性拉伸装置，通过精准的力学刺激让细胞重现体内呼吸时的力学环境--研究中采用 10% 细胞表面积（CSA）变化、1Hz 频率的单轴拉伸，让细胞在体外“呼吸”起来。当拉伸力如呼吸般起伏，细胞不再平躺，而是“站”成队列（沿着拉伸垂直方向），线粒体也随之“伸懒腰”（磷酸化蛋白质组变化），在动态中暴露了机械信号传导的分子路径。

图1 循环拉伸诱导的磷酸化蛋白质组学分析的实验程序和工作流程。

核心优势体现：

生理相关性突破：相比静态培养，ATMS 系统让细胞在动态力学刺激下呈现出与体内一致的反应，如细胞垂直于拉伸方向排列（图   2 B），这与肺部组织在呼吸运动中的重构模式高度吻合。

动态力学调控：可精确调节拉伸幅度、频率和时间，例如研究中分别设置 15 分钟、30分钟、60分钟及 24小时的拉伸时长（图2 B），从而捕捉不同时间尺度下细胞的响应差异。

图2   基于图像的循环拉伸诱导的细胞重排定量。

从模糊观察到数字的精准操控与定量分析

ATMS 系统的核心竞争力在于其高度可控的参数调节能力和定量分析体系。研究者不仅能精准设定拉伸条件，还能结合磷酸化蛋白质组学等技术，从分子层面解析机械信号的传导路径。

技术亮点解析：

多维度参数调控：通过ATMS系统，可独立控制拉伸幅度（如 10% CSA）、频率（1Hz）、方向（单轴）和时长，实现对机械刺激的精准建模。例如研究中发现 24 小时拉伸可显著诱导细胞骨架重构和线粒体长度增加（图   3B-E）。

定量蛋白质组学整合：结合HAMMOC 磷酸肽富集和 LC-MS/MS 技术，在 A549 和 IMR-90 细胞中分别鉴定到2048个和2604个磷酸化位点，发现机械拉伸可激活细胞骨架、线粒体动态相关的磷酸化信号通路（图   4A-D）。

连接实验室和临床的桥梁

       ATMS 动态培养系统不仅是一种技术革新，更是连接体外研究与体内生理的   “翻译器”。它让细胞在培养皿中“呼吸”，让机械信号在分子层面“说话”。随着技术的不断迭代，我们相信，ATMS 将成为推动精准医学和再生医学发展的核心工具，为人类健康带来更多突破性发现。