【科研摘要】

基於機械生物學的間充質基質細胞(MSC)的控制,以促進承重組織的工程化和再生,需要對特定的動態機械刺激方案進行系統的研究。多倫多大學劉海蛟/Craig A. Simmons/孫瑜教授團隊將可變形膜微器件陣列與組合的實驗設計和建模相結合,探討了三維水凝膠中機械刺激參數(應變幅度,應變變化率和佔空比)對MSCs的肌纖維形成和基質產生的個體和綜合影響。

發現這些功能主要受應變幅度和佔空比之間以前未知的,高階交互作用的影響。基於團隊組合線索響應數據的經驗模型預測了最佳加載方式,其中應變幅度和佔空比隨着時間的推移同步增加,這已被證實可以最有效地促進MSC基質的產生。這些發現爲基於MSC的工程組織的加載方案設計提供了依據,並驗證了廣泛適用的方法來探討機械生物學線索的多因素調節作用。相關論文以題爲Combinatorial screen of dynamic mechanical stimuli for predictive control of MSC mechano-responsiveness發表在《Science Advances》上。

【主圖導讀】

圖1.充滿細胞的水凝膠構建體的組合機械刺激。

圖2應變幅度和佔空比之間的相互作用決定了MSC的機械響應。

圖3經驗驅動模型產生了一個假設,以提高矩陣的產量。

圖4應變幅度和佔空比的同步應用促進了膠原蛋白的產生。

參考文獻:

Science Advances 07 May 2021:

Vol. 7, no. 19, eabe7204

DOI: 10.1126/sciadv.abe7204

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