Nature | 利用细胞/基质界面的牵引介导的操纵来控制干细胞的命运

主要观点总结

本文主要研究了干细胞对细胞外基质力学特性的感知与反应。发现间充质干细胞群的承诺会因三维微环境的硬度而改变，骨形成主要在11-30 kPa的硬度范围内发生。基质硬度调节了整合素结合以及纳米尺度上的粘附配体重组，这两者都与间充质干细胞群体的成骨承诺相关。

关键观点总结

关键观点1: 干细胞能够感知并响应细胞外基质的机械特性。

研究发现，间充质干细胞群的承诺会因三维微环境的硬度而改变，这表明基质硬度对细胞命运有重要影响。

关键观点2: 基质硬度与细胞粘附配体结合的关系。

研究发现基质硬度调节了整合素结合以及纳米尺度上的粘附配体重组，这两者都是牵引力依赖性的，并与间充质干细胞群体的成骨定向相关。

关键观点3: 细胞治疗中的挑战及研究意义。

细胞治疗在临床上有很大的前景，但控制移植细胞的命运是一个重大挑战。通过材料科学的方法控制细胞命运，为再生功能性组织或控制疾病提供了一种有希望的手段。

文章预览

干细胞感知细胞外基质的力学特性并对其做出反应。然而，细胞外基质力学在三维微环境中影响干细胞命运的程度以及潜在的生物物理机制尚不清楚。我们证明间充质干细胞群的承诺会随着三维微环境的刚性而变化，成骨主要发生在 11-30 kPa 压力下。然而，与之前的二维工作相比，细胞命运与形态无关。相反，基质硬度调节整合素结合以及纳米级粘附配体的重组，这两者都是牵引力依赖性的，并且与间充质干细胞群的成骨定向相关。这些发现表明，细胞将粘附基质物理性质的变化解释为粘附配体呈现的变化，并且细胞本身可以用作工具，将材料机械加工成结构，并反馈以操纵其命运。 摘要和关键发现： 干细胞能够感知并响应细胞外基质（ECM）的机械特性。 研究表明，间充质干细胞（MSCs）的承诺（即细胞命运的确定）会因三维微环境的硬度而改变 ………………………………