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力學因素影響干細胞集落發育

作者:宋檢 時間:2022-12-12 來源:互聯網

近日,科學家發現了力學因素影響胚胎干細胞發育的奧秘,這源自一個造型獨特的細胞結構。清華大學、北京航空航天大學和哈佛大學等機構的學者日前在《細胞—系統》刊文指出:小鼠胚胎干細胞集落的表面張力隨增殖、分化過程而演變,其表面張力來自三維超細胞肌動球蛋白皮層的收縮。

細胞感受細胞力學微環境的過程,實際是細胞將感受到的力學刺激轉化為生物化學信號的過程,稱為細胞力學信號傳導。論文**作者杜婧對《中國科學報》表示,一般平板培養的上皮類細胞多為單層生長,立體感較差,一種自發形成的結構形態非常立體的干細胞集落引起了研究團隊的注意。

干細胞集落如何自發維持其獨特造型?答案或許是機械的力學因素。通過利用原子力顯微鏡檢測干細胞集落彈性模量的演化,并使用顯微激光切割方法檢查集落的表面張力,研究團隊發現,小鼠胚胎干細胞集落表面的張力隨著干細胞的生長和分化而逐漸減弱。集落表面的微絲骨架是形成張力的重要原因,這些微絲骨架會在肌球蛋白的作用下產生收縮力,從而對集落內部細胞施加壓力。

研究進一步發現,小鼠胚胎干細胞集落內部壓力可促進Nanog和Oct4兩種基因的表達,而這種超細胞三維肌動球蛋白皮層對囊胚發育也有積*作用。

“此前關注力學因素對胚胎干細胞影響的研究較少。除了基因調控和生物化學信號的影響,我們的研究也將機械力因素引入其中。”杜婧表示,未來課題組還會繼續探尋集落表面張力變化的內在機制。

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