拉伸骨髓干细胞推动他们走向血管

拉伸时,一种成年干细胞从骨髓可以走向组织中血管的类型,根据工程师的一项研究加州大学伯克利分校。

研究人员将间充质干细胞在硅胶膜,拉伸纵向每秒钟一次。

这是一个细胞的日常锻炼,帮助点骨髓干细胞的方向成为血管壁的平滑肌组织。

研究结果发表在在线版的美国国家科学院院刊》上的重要性,突出机械部队在干细胞分化。

间充质干细胞有能力变成不同类型的结缔组织包括骨、软骨和肌肉。

胚胎干细胞的优势能够变成任何一种身体组织和容易使用的在实验室里,尽管这种灵活性有争议和伦理问题中没有关于成人干细胞研究。

但这两种类型的干细胞研究的承诺治疗病变或受损的身体部位。

干细胞分化实验,然而,传统的依靠化学信号提示这个变换成所需的细胞类型。

李歌,加州大学伯克利分校生物工程副教授,这项研究的首席研究员,全国领先的研究小组负责人调查干细胞的角色的物理环境的发展。

“机械对身体的影响是众所周知的。一个很好的例子就是当宇航员在太空中经历骨量的流失,因为没有重力,”李说。

“我们现在这个概念延伸到细胞水平,显示机械刺激可以影响干细胞分化。”

为了更好地理解影响因素间充质干细胞的最终命运,研究者设计了实验来模拟细胞的物理力量会遇到如果成为血管。

凯尔Kurpinski,加州大学伯克利分校的研究生在生物工程和该研究的第一作者,指出,先前的研究在机械应变的影响,细胞从四面八方延伸。

然而,他指出,细胞在血管的墙壁在圆周方向拉,或者侧血管壁是平的。

本研究着眼于这样的单轴应变对干细胞分化的影响。

one-stretch-a-second速度选择对应于一个典型的成年人脉搏,Kurpinski说。

研究人员放置一层间充质干细胞在膜与microgrooves类似于胶原纤维血管形成的模式。

microgrooves是对齐垂直或平行于轴应变,和一些细胞被拉伸而其他人没有。

研究人员还研究了拉伸的影响没有microgrooves干细胞在光滑的膜。

“这是推测,细胞排列microgrooves感到紧张的拉比如果他们在一个光滑的表面,“Kurpinski说。

经过两天的细胞运动方式,研究人员发现显著增加的一组基因的表达控制抗拉强度与细胞相比并不紧张。

抗拉强度对组织很重要,必须承受拉力量,如血管壁。具体来说,有一个calponin 1水平增加,平滑肌的遗传标记。

同时,一群基因的表达与承压相关组织,如软骨和骨骼,降低了。

“软骨和骨骼,尤其是关节,细胞经历压缩力,”李说。

“干细胞似乎知道他们应该成为组织的类型,通过他们所受的机械应变类型。”

至于细胞定位,研究人员发现,如果没有microgrooves,干细胞会结盟垂直的方向延伸。

相反,当拉伸膜与microgrooves应变轴平行,干细胞沿着凹槽对准自己。

他们发现,垂直方向为抗拉强度显著降低基因的表达。

研究者也发现在细胞增殖细胞略有增加平行轴应变保持一致。

研究结果表明,干细胞也在成为平滑肌组织,尽管他们没有。

“可能有,”李说。“我们已经完成一半了。完全实现有效指导细胞分化的实验室,我们可能会需要的组合化学和机械因素。”

“我们绝对的主要一步发展中一个组织工程的过程,有一天临床应用,“Kurpinski补充道。