干細胞分化的預測因子

將成人干細胞在一種新型的基質上培養24小時后，密歇根大學的研究人員能夠預測細胞如何分化，或者分化成哪種類型的組織。他們的這項研究結果發布在8月1日的Nature Methods上。分化是干細胞轉變成其他類型細胞的過程，理解該機制對未來開發基于干細胞的再生療法關重要。"我們只需要1天就能預測干細胞的分化。"這項研究的*作者，機械工程和生物醫學工程助理教授Jianping Fu表示。

在這項研究，Fu和他的同事從力學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，但是還沒有像化學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學的應用產生重要影響。我們的方法能夠提供干細胞分化的早期預示，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（支架），其硬度能夠被調整而不需要改變化學組成，這是傳統的干細胞生長基質所不能實現的。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。

研究人員根據底物的柔軟度觀察細胞分化，并在細胞培養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測細胞的分化。使用熒光顯微技術，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測因子。

這項研究證實，在調控分化方面力學因素和化學因素同樣重要，而在力學方面，直到現在仍一直被干細胞生物學家所忽視。