Mechanosensing对3 d组织形成的影响阐明

如果你想建立一个器官,如移植,你需要考虑在3 d。

利用干细胞,科学家在一段时间内已经能够在实验室培育的部分器官,但这是构建一个实际相去甚远,成形了功能,三维器官。

对于再生医学和发育生物学的学生,这就是为什么理解细胞如何弯曲,身体器官和组织形式是一个热门话题。

现在一个团队在京都大学的前沿生命与医学科学研究所获得新的理解细胞如何进行机械应变创建眼睛的球形结构。

出版科学进步,团队发现,单个细胞共同形成一个原始,cup-like结构——“视杯”,通过感应机械力造成变形的整个组织。

“过去,我们成功地使视杯培养胚胎干细胞——ES细胞。首先形成一个球体,组织需要从原始脑组织伸出,然后陷入里面,”第一作者Satoru奥田硕解释道。

”,但单个细胞如何感知和调制形式,形状不清楚。”

研究小组开发了一种计算模拟,计算三维组织结构的形成。利用这些知识和过去的实验数据,他们构建了一个虚拟precursor-eye和能够预测物理驱动sphere-forming细胞。

他们的发现表明在视杯的形成,细胞分化模式——推动细胞成杯子形状生成,导致部分细胞自发折叠成的组织。这个力引起的“self-bending”传播的边界地区,在其他细胞感觉压力。

“组织变形和应变的组合边界的视杯生成一个铰链,进一步推动弯曲细胞,”奥田硕,“导致cup-like结构。”

“下一步就是验证这种预测实际使用胚胎干细胞”。

利用小鼠胚胎干细胞在文化、团队应用机械应变在特定的点,很高兴发现钙反应,机械反馈,他们曾预测模拟细胞形状变化。

这些发现揭示新的机械力作用在形成器官,在形成复杂的组织是至关重要的,即使是在培养皿中。团队将继续调查这些力量,寻求继续推进再生医学领域的。

“虽然我们的研究显示器官的形状控制的可能性在体外——基于预测使用适当的机械刺激电流技术仍然是有限的,”首席科学家Mototsugu Eiraku。

“我们希望改进模拟预测的准确性并重新创建更复杂的组织和器官的未来。”

本文从提供的材料已经再版京都大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:

奥田硕,S。中国人,N。长谷川,Y。Kawada, M。井上,Y。足立,T。,。Eiraku, m (2018)。Strain-triggered机械反馈自组织视杯形态发生。科学的进步,4(11)。doi: 10.1126 / sciadv.aau1354