將成人干細胞在一種新型的基質(zhì)上培養(yǎng)24小時后，密歇根大學(xué)的研究人員能夠預(yù)測細胞如何分化，或者分化成哪種類型的組織。他們的這項研究結(jié)果發(fā)布在8月1日的Nature Methods上。分化是干細胞轉(zhuǎn)變成其他類型細胞的過程，理解該機制對未來開發(fā)基于干細胞的再生療法關(guān)重要。"我們只需要1天就能預(yù)測干細胞的分化。"這項研究的*作者，機械工程和生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Jianping Fu表示。
在這項研究，F(xiàn)u和他的同事從力學(xué)角度對干細胞進行檢測，他們在干細胞吸附的材料上施加了一個微小的力，并認為這個力與分化有關(guān)，但是還沒有像化學(xué)因素那樣進行廣泛的研究。在這篇文章中，研究人員表示，干細胞培養(yǎng)材料的堅硬，事實上有助于檢測細胞分化的類型。Fu教授介紹說："通常情況下，要知道干細胞分化需要花費數(shù)星期甚更長的時間。而我們的工作大大縮短了這個周期，將對藥物篩選和再生醫(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胞分化的早期預(yù)示，比如在新藥作用下，干細胞將分化成哪種類型的細胞等。"
研究人員制做了一種新型的干細胞基質(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)的干細胞生長基質(zhì)所不能實現(xiàn)的。工程人員使用人類間葉細胞的干細胞進行試驗，這類細胞位于骨髓和其他的連接組織，比如脂肪中。當其在堅硬一點的支架上成長時，這類干細胞會分化成骨骼，在柔軟一點的支架上則會分化形成脂肪。
研究人員根據(jù)底物的柔軟度觀察細胞分化，并在細胞培養(yǎng)過程中檢測了細胞的牽引力，希望通過這種方式確定能否預(yù)測細胞的分化。使用熒光顯微技術(shù)，研究人員檢測了支架的彎曲度以確定牽引力的大小。研究結(jié)果表明，如果干細胞確定分化為一種類型的細胞，相比于那些還未分化或分化為另一種類型的細胞，它們的牽引力將會更大。因此，牽引力的變化能作為細胞分化的早期預(yù)測因子。
這項研究證實，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)在仍一直被干細胞生物學(xué)家所忽視。
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