誘導干細胞世系分化研究獲進展

　　近日來自清華大學航天航空學院生物力學所、首都醫科大學附屬北京朝陽醫院北京呼吸疾病研究所以及加州大學圣地亞哥分校的研究人員在細胞外基質彈性誘導干細胞世系分化的研究取得重要進展。相關的研究論文“Integrin activation and internalization on soft ECM as a mechanism of induction of stem cell differentiation by ECM elasticity”(整合素活化及內吞是細胞外基質彈性誘導干細胞分化的一種機制)發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。

　　不同彈性的細胞外基質(Extracellular Matrix， ECM)可以誘導間充質干細胞分化為成神經細胞、成肌肉細胞、成骨細胞等，這一神奇的現象自2006年一經發表，就引起全球眾多科學家的關注。5年來，國際生物力學界數年來一直不斷探索其機理。最近這個迷人的問題有望得到解答。

　　細胞感受ECM彈性的過程是細胞將感受到的力學刺激轉化為生物化學信號的過程。該過程稱為細胞力學信號轉導。細胞通過黏著斑與ECM黏附。黏著斑由一系列信號分子構成，并在胞質中與細胞微絲骨架相連。這些信號分子在力學刺激作用下可產生構象變化，從而觸發激酶活化、磷酸化位點暴露、信號分子胞內運輸和受體配體結合強度改變等一系列分子事件。在這些信號分子中，整合素在已知的多數力學信號感知過程中都起到關鍵作用，是力學信號轉導通路的重要起點。

　　研究人員在論文中闡述了細胞外基質彈性誘導干細胞世系分化的研究的重要進展：較軟的細胞外基質(Extracellular Matrix， ECM)易使整合素-基質蛋白復合物解離，從而觸發整合素分子被細胞內吞，導致骨形態蛋白受體的亞細胞定位發生改變，使其下游信號通路被抑制，最終誘導干細胞向神經系分化。力學分析表明：材料的彈性變化影響了整合素-基質蛋白復合物上的加載速率，因此影響了該復合物的解離力。

　　清華大學航天航空學院生物力學所的教師楊春與加州大學圣地亞哥分校的錢煦教授為這篇論文的共同通訊作者。該項研究由自然科學基金和科技部“973”項目等資助。