干细胞分化的预测因子
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| 将成人干细胞在一种新型的基质上培养24小时后，密歇根大学的研究人员能够预测细胞如何分化，或者分化成哪种类型的组织。 他们的这项研究结果发布在8月1日的Nature Methods上。分化是干细胞转变成其他类型细胞的过程，理解该机制对未来开发基于干细胞的再生疗法至关重要。"我们只需要1天就能预测干细胞的分化。"这项研究的第一作者，机械工程和生物医学工程助理教授Jianping Fu表示。 Fu教授介绍说："通常情况下，要知道干细胞分化需要花费数星期甚至更长的时间。而我们的工作大大缩短了这个周期，将对药物筛选和再生医学的应用产生重要影响。我们的方法能够提供干细胞分化的早期预示，比如在新药作用下，干细胞将分化成哪种类型的细胞等。" 在这项研究，Fu和他的同事从力学角度对干细胞进行检测，他们在干细胞吸附的材料上施加了一个微小的力，并认为这个力与分化有关，但是还没有像化学因素那样进行广泛的研究。在这篇文章中，研究人员表示，干细胞培养材料的坚硬，事实上有助于检测细胞分化的类型。 这项研究证实，在调控分化方面力学因素和化学因素同样重要，而在力学方面，直到现在仍一直被干细胞生物学家所忽视。 研究人员制做了一种新型的干细胞基质(支架)，其硬度能够被调整而不需要改变化学组成，这是传统的干细胞生长基质所不能实现的。 工程人员使用人类间叶细胞的干细胞进行试验，这类细胞位于骨髓和其他的连接组织，比如脂肪中。当其在坚硬一点的支架上成长时，这类干细胞会分化成骨骼，在柔软一点的支架上则会分化形成脂肪。 研究人员根据底物的柔软度观察细胞分化，并在细胞培养过程中检测了细胞的牵引力，希望通过这种方式确定能否预测细胞的分化。使用荧光显微技术，研究人员检测了支架的弯曲度以确定牵引力的大小。 研究结果表明，如果干细胞确定分化为一种类型的细胞，相比于那些还未分化或分化为另一种类型的细胞，它们的牵引力将会更大。因此，牵引力的变化能作为细胞分化的早期预测因子。(生物谷Bioon.com) 原文出处： Nature Methods doi:10.1038/nmeth.1487 Mechanical regulation of cell function with geometrically modulated elastomeric substratesJianping Fu1,2,3, Yang-Kao Wang1,2,3, Michael T Yang1, Ravi A Desai1, Xiang Yu1, Zhijun Liu1 & Christopher S Chen1 We report the establishment of a library of micromolded elastomeric micropost arrays to modulate substrate rigidity independently of effects on adhesive and other material surface properties. We demonstrated that micropost rigidity impacts cell morphology, focal adhesions, cytoskeletal contractility and stem cell differentiation. Furthermore, early changes in cytoskeletal contractility predicted later stem cell fate decisions in single cells. Department of Bioengineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, USA.Present addresses: Department of Mechanical Engineering and Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA (J.F.) and Skeletal-Joint Research Center, National Cheng-Kung University Medical School, Tainan, Taiwan (Y.-K.W.).These authors contributed equally to this work. |
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