定制的物理化学线索直接通过表观遗传调节通过使用合体自我组装模式对人间半机体干细胞进行分化

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 机械生物学 机械生物学

背景情况:

• 细胞外基质 (ECM) 通过生物物理线索对干细胞分化产生关键影响.
• 在复杂的ECM线索下理解干细胞命运决策受限于缺乏多功能ECM模型.

研究的目的:

• 设计和利用多功能的人工ECM来研究机械传导和干细胞命运调节.
• 探讨工程ECM对人类脂肪衍生干细胞 (hASCs) 差异化的影响.

主要方法:

• 使用合体自组装制造二元合体晶体 (BCC) 和聚甲基嵌入式合体晶体 (BCCP).
• 描述ECM特性 (化学,粗性,刚性,离子释放,蛋白质吸附).
• 评估hASC粘附,扩散,分化,焦点粘附复合体,细胞骨组织和信号通路激活.

主要成果:

• BCC和BCCP对hASC命运表现出明显的影响,其中BCC促进了早期骨质生成和晚期脂肪生成.
• 通过BCC介导的细胞粘附改变了焦点粘附复合体大小,细胞骨重组和机械敏感的转录因子 (例如c-FOS).
• 调节PI3K/AKT和Hippo信号通路,以及基因素修饰,表明BCC驱动的机械转导和染色体重塑.

结论:

• 多功能BCC作为有效的人工ECM来调节人类干细胞命运.
• 工程ECM可以通过特定的生物信号独特地控制干细胞行为.
• 这些发现为先进的生物材料设计和干细胞工程应用提供了基础.