澳门威尼斯人注册网站研究细胞力学的新材料可能改变对疾病的看法
工程学教授的澳门威尼斯人注册网站研究在《自然材料》杂志上得到了重点报道
澳门威尼斯人注册网站研究人员早就知道，生活在组织中的大多数细胞都会产生稳定的纤维网络，而这些组织的硬度反过来又会影响细胞的行为。当这种关系出现问题时，癌症和器官纤维化等疾病就会出现。但澳门威尼斯人注册网站研究人员在很大程度上一直在使用二维模型来澳门威尼斯人注册网站研究这种相互作用，这种模型并不模仿体内的纤维材料。
波士顿大学工程学院生物医学工程教授克里斯托弗·陈（Christopher Chen）和他的团队开发了一个三维平台，用于澳门威尼斯人注册网站研究细胞与纤维的相互作用，并发现了可能颠覆细胞如何感知组织硬度的一些想法的关系。Chen和他的同事在2015年10月发表在《自然材料》杂志上的一篇论文《细胞介导的纤维招募驱动工程纤维微环境中的细胞外基质机械传感》中详细介绍了他们的发现。
过去的澳门威尼斯人注册网站研究表明，细胞所在组织的硬度会影响它们扩散和增殖的能力。以前的澳门威尼斯人注册网站研究人员发现，通过在弹性平坦的凝胶表面培养细胞，当他们增加凝胶的硬度时，细胞的大小和增殖就会增加。认识到这些物理条件很难模仿体内实际组织的结构，Chen和他的团队着手创建一个三维纤维网络模型，在这个模型中，组织刚度的影响可以在更现实的环境中进行澳门威尼斯人注册网站研究。
但首先，他们需要开发一种新的材料，他们可以在模仿组织的天然纤维结构的同时调节刚度。生物工程师Brendon Baker和聚合物化学家Britta Trappmann是陈实验室的两位博士后，他们设计了这样一种材料，构建了三维纤维基质，将成体干细胞嵌入到这种支架中，并开始澳门威尼斯人注册网站研究细胞的反应。令人惊讶的是，他们发现与扁平凝胶相比，细胞在这些纤维网络中的表现非常不同。
首先，细胞产生的拉力只适度地拉伸了二维模型的果冻状表面，但相反地，在它们的矩阵中引起了戏剧性和永久性的结构重排。然后他们调整了纤维的硬度，发现细胞在较软的环境中比在较硬的环境中生长和增殖得更多，这与二维凝胶上的细胞不同。
贝克说：“这种细胞就像蜘蛛网中的蜘蛛一样，对网状纤维施加作用力。”“这些施加在柔软纤维上的力使细胞能够吸收或吸收更多的纤维，从而使更多的基质进入细胞的范围。细胞改变其局部环境的能力可以解释为什么我们在这种情况下看到更多的增殖。”
Chen说：“这些发现突出了我们对细胞如何与周围纤维相互作用的理解上的空白。”“希望这种新材料可以作为一个跳板，帮助澳门威尼斯人注册网站研究人员阐明细胞与其环境之间的复杂关系，这可能使我们更接近于理解几种疾病的机制。”
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