弯曲的底物限制了扩散并诱导干细胞的分化

佛罗里达理工学院的盛源阳发明了一种发明，它可以自然地缩小干细胞的扩散范围，并有可能诱导和调节它们的分化。使用Yang的专利和正在申请专利的技术，干细胞生长在固定在凝胶介质中的微观玻璃球上。与在二维表面上生长的扩散的干细胞不同，玻璃球上的干细胞几乎是均匀的纺锤形。更有趣的是，这种表面曲率诱导的细胞扩散限制也诱导了干细胞的分化。

这些发现意味着可以利用和调整由玻璃球提供的基底的曲率用于细胞和组织工程。该研究最近发表在“生物技术杂志”上。

Yang的团队使用直径范围从5微米到4毫米的玻璃球。他们发现人间充质干细胞(hMSC)可附着和扩散的玻璃球的最小直径为500μm。他们的基因表达实验表明，在直径为1.1mm及以下的玻璃球上生长的hMSC在不添加任何分化诱导培养基的情况下分化成脂肪细胞。

这意味着可以潜在地设计和优化基板的表面曲率以实现或改变特定的单元形状和功能。并且，由于不同细胞类型对基质曲率的不同敏感性，生长环境的特定曲率，例如各种尺寸的玻璃球，也可用于构建细胞分选装置。

根据实验结果，Yang已经提交了三项专利，涵盖基质弯曲概念在分选细胞中的应用，指导干细胞分化，指导细胞附着和扩散，以及诱导细胞的各向同性扩散。

一些过去的研究表明几何线索在影响干细胞在二维表面上的分化中的作用，但到目前为止，具有确定曲率的底物对干细胞行为的影响仍然缺失。杨说，对细胞对基质曲率的反应的研究对于理解三维微机械环境中的细胞行为以及设计有效和高效的三维微机械环境以控制细胞和组织发育是必要且关键的。微玻璃球嵌入式凝胶具有独特的曲率定义基质，能够系统地研究基质曲率对干细胞行为的影响。

有了这个有希望的首次发表的报告，杨的小组将继续系统地研究基质曲率对干细胞行为的影响。

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