分化是干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成其他類(lèi)型細(xì)胞的過(guò)程，理解該機(jī)制對(duì)未來(lái)開(kāi)發(fā)基于干細(xì)胞的再生療法至關(guān)重要。。
工程人員使用人類(lèi)間葉細(xì)胞的干細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn)，這類(lèi)細(xì)胞位于骨髓和其他的連接組織，比如脂肪中。當(dāng)其在堅(jiān)硬一點(diǎn)的支架上成長(zhǎng)時(shí)，這類(lèi)干細(xì)胞會(huì)分化成骨骼，在柔軟一點(diǎn)的支架上則會(huì)分化形成脂肪。
研究人員根據(jù)底物的柔軟度觀察細(xì)胞分化，并在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中檢測(cè)了細(xì)胞的牽引力，希望通過(guò)這種方式確定能否預(yù)測(cè)細(xì)胞的分化。使用熒光顯微技術(shù)，研究人員檢測(cè)了支架的彎曲度以確定牽引力的大小。
研究結(jié)果表明，如果干細(xì)胞確定分化為一種類(lèi)型的細(xì)胞，相比于那些還未分化或分化為另一種類(lèi)型的細(xì)胞，它們的牽引力將會(huì)更大。
通常情況下，要知道干細(xì)胞分化需要花費(fèi)數(shù)星期甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。而我們的工作大大縮短了這個(gè)周期，將對(duì)藥物篩選和再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用產(chǎn)生重要影響。我們的方法能夠提供干細(xì)胞分化的早期預(yù)示，比如在新藥作用下，干細(xì)胞將分化成哪種類(lèi)型的細(xì)胞等。
在這項(xiàng)研究，從力學(xué)角度對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)，他們?cè)诟杉?xì)胞吸附的材料上施加了一個(gè)微小的力，并認(rèn)為這個(gè)力與分化有關(guān)，但是還沒(méi)有像化學(xué)因素那樣進(jìn)行廣泛的研究。研究人員表示，干細(xì)胞培養(yǎng)材料的堅(jiān)硬，事實(shí)上有助于檢測(cè)細(xì)胞分化的類(lèi)型。
這項(xiàng)研究證實(shí)，在調(diào)控分化方面力學(xué)因素和化學(xué)因素同樣重要，而在力學(xué)方面，直到現(xiàn)在仍一直被干細(xì)胞生物學(xué)家所忽視。
研究人員制做了一種新型的干細(xì)胞基質(zhì)（支架），其硬度能夠被調(diào)整而不需要改變化學(xué)組成，這是傳統(tǒng)的干細(xì)胞生長(zhǎng)基質(zhì)所不能實(shí)現(xiàn)的。
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