在炎症性肠病（Inflammatory bowel disease,IBD）中,由于免疫反应过度亢进,大量的淋巴细胞穿过肠粘膜涌入炎症部位,导致肠粘膜损伤。这一过程包含了整合素α₄β₇与粘膜血管地址素细胞黏附分子-1（Mucosal adressin cell adhesion molecule-1,MAdCAM-1）的相互作用介导的循环淋巴细胞黏附在高内皮静脉表面。淋巴细胞的黏附是一个多步级联过程,包括初始黏附、滚动黏附、稳定黏附和爬行,整合素α₄β₇既参与稳定黏附,又涉及滚动黏附过程。在IBD中无论靶向整合素α₄β₇或其配体MAdCAM-1都可以减少炎症的程度,从而达到治疗的效果。此外,整合素α₄β₇及其配体之间的相互作用发生在血液环境中,因此该过程除了受内在化学因素的影响外,并受血流剪切应力环境影响。究竟血流环境如何调控整合素α₄β₇-MAdCAM-1的相互作用?因此,本研究试图通过动力学测量来探索整合素α₄β₇和MAdCAM-1之间相互作用的力依赖机制。本研究采用平行平板流动腔技术,模拟人体生理环境,驱动表达有整合素α₄β₇的RPMI 8226细胞在不同剪切力条件下,在MAdCAM-1铺展的底板上黏附。利用不同二价金属离子Ca²⁺、Ca²⁺+Mg²⁺、Mg²⁺或Mn²⁺激活整合素α₄β₇到不同的活性状态,研究RPMI 8226细胞黏附行为的变化。测量整合素α₄β₇-MAdCAM-1相互作用的生存时间以及细胞的滚动速度。结果表明,在Ca²⁺或/和Mg²⁺离子溶液环境中,细胞的平均滚动速度随力的增大先减小后增大,存在流动增强黏附现象,而瞬时黏附的生存时间和滚动黏附的平均停留时间先增加而后降低,成负相关关系。该结果表明整合素α₄β₇-MAdCAM-1相互作用存在力依赖的流动增强行黏附现象,并受逆锁键机制所调节。金属离子Mg²⁺和Mn²⁺激活整合素到中或高亲和力水平,使细胞趋向稳定黏附。进一步,利用原子力显微镜技术,研究整合素α₄β₇和MAdCAM-1分子之间的相互作用。在不同二价金属离子溶液条件下,整合素α₄β₇处于不同活性状态,测量分子对之间的黏附频率和生存时间。结果表明,整合素α₄β₇与MAdCAM-1相互作用的生存时间随力的增加先增加后减少,是有逆锁键-滑移键的转换调节的双态曲线。此外,该过程也受离子调节,Ca²⁺离子条件下整合素α₄β₇可能被激活但是亲和力比较低,在Mg²⁺离子和Mn²⁺离子条件下整合素α₄β₇被激活到中等亲和力和高等亲和力状态。因此,整合素α₄β₇与MAdCAM-1相互作用是力和金属离子依赖的黏附过程。综上,本研究探讨了整合素α₄β₇与MAdCAM-1相互作用的流动增强型黏附,并存在逆锁键机制。整合素α₄β₇-MAdCAM-1相互作用是引起炎症性肠病的关键免疫分子,因而本研究深化了淋巴细胞归巢,炎症性肠病等生理病理过程的理解,为免疫反应的干预和新抗炎治疗的发展提供了新视角。