《Nat. Mater.》:细胞翻滚通过核机械转导增强水凝胶中干细胞的分化

文摘   2024-11-07 22:31   广东  

01

引言

本文由斯坦福大学Fan Yang团队发表于《Nature Materials》,揭示了干细胞在水凝胶中的一种新行为——细胞翻滚(Cell Tumbling)。该研究背景基于干细胞分化的调控机制,特别是在三维环境中细胞如何响应力学刺激。研究发现,细胞翻滚通过核力学转导途径显著增强了干细胞向软骨细胞的分化能力,并与细胞骨架和核的快速动态变化密切相关。此外,细胞翻滚还与染色质状态的改变,特别是异染色质的形成相关,这对于干细胞分化的调控至关重要。该研究为理解细胞在三维微环境中响应力学信号提供了新视角,并为再生医学和组织工程领域的发展开辟了新途径。

02

过程



图|MSC软骨生成增强与三维分钟级细胞翻滚有关


视频|细胞翻滚
图|MSCs中细胞翻滚与增强的秒到分钟尺度的细胞骨架和核动力学有关
图|早期细胞翻滚对增强MSC软骨生成至关重要
图|细胞翻滚与抑制的全局染色质状态有关,这是增强MSC软骨生成所必需的
图|细胞翻滚与增强的核拉伸和PLA2信号传导有关,可以调节PLA2信号以增强MSC软骨生成

图|细胞翻滚与三维向其他谱系的分化增强有关,并发生在各种水凝胶平台中

03

总结

本研究报告了一种以前未知的细胞行为,称为细胞翻滚,涉及局部包含的分钟尺度的全细胞运动,这种运动使细胞周围ECM物理变形,并调节长期分化结果。本研究强调了一个事实,即翻滚增强的分化涉及多个时间尺度:(1)发生在秒到分钟尺度上的快速细胞翻滚、细胞骨架和核动力学;(2)在诱导的最初几天中,这些关键相互作用的时间和持续时间,随后调节干细胞的长期分化。因此,对数秒到数分钟尺度的细胞- ecm相互作用的早期控制可以关键地调节细胞的长期命运。虽然此研究主要集中在MSCs和软骨形成上,但翻转增强分化的生物学原理和时间尺度可能广泛适用于在各种组织再生或疾病进展背景下增强干细胞分化和调节其他细胞命运。



原文链接: 

https://doi.org/10.1038/s41563-024-02038-0





更多文章请点击:

脱落源性外泌体、Cu2+和可注射透明质酸水凝胶对牙周骨再生的抗菌、抗炎和成骨活性的协同作用

东华大学武培怡教授团队《Joule》:高功率密度和高强韧力学性能的离子热电池

炎症控制器——芝加哥大学Bozhi Tian团队活性水凝胶新应用




仿生材料与界面组织工程
聚焦仿生材料/表界面及组织工程再生医学的前沿动态,构建一流的产学研交流生态平台
 最新文章