Nature Materials：小机械力或对胚胎干细胞产生大影响

顾汉现

Nature Materials：小机械力或对胚胎干细胞产生大影响


2009-10-21 10:58:46


Nature Materials：小机械力或对胚胎干细胞产生大影响


美国伊利诺伊大学的研究人员发现，给胚胎干细胞(ESCs)施加一个微小的机械力，能引起胚胎干细胞强烈的生物学反应，并引导其向特殊的方向分化。该研究或许能应用到开发治疗性的克隆和再生的药物上。这篇研究报告发表在Nature Materials杂志上。

细胞柔软性(Cell softness)是胚胎干细胞的内在特性，控制着细胞生理环境中对各种力的反应。为了研究细胞对力的敏感性，课题组将直径4微米的磁珠置于活的胚胎干细胞表面，然后施加一个微小的震荡磁场，使磁珠在磁场中来回震荡。通过精确测量磁场以及磁珠震荡的距离，可以计算出对细胞施加的机械力以及细胞的柔软性。

据研究人员介绍，机械力的周期性非常重要，它能够刺激细胞内部的力的产生，如肌球蛋白周期性运动。研究人员发现老鼠的胚胎干细胞相比其分化为其他类型的细胞要更柔软，对局部周期性的力更敏感。

此外，研究人员利用这种周期性的力对人类的肌肉细胞进行研究，得到同样的试验结果。为了研究这种局部的机械力对老鼠胚胎干细胞分化的长期影响，研究人员将绿色荧光蛋白基因导入到胚胎干细胞进行表达，再将其置于机械力作用下，发现在磁珠作用下，细胞内的绿色荧光逐渐消退，这说明基因表达量降低。