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PNAS:神奇!仅需改变干细胞中的水分就可决定着它的命运

来源:本站原创 2017-10-02 23:31


图片来自Marcene Robinson/University of Buffalo。

2017年10月2日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国哈佛大学和中国西安交通大学等研究机构的研究人员仅通过改变小鼠干细胞中的水含量,就改变了这些干细胞的命运。他们发现移除小鼠间充质干细胞(mesenchymal stem cells)中的水分,让它们变得更硬,从而让它们变成骨组织,然而往这些间充质干细胞中添加水分,让它们变得更柔软,从而让它们变成脂肪组织。相关研究结果近期发表PNAS期刊上,论文标题为“Cell volume change through water efflux impacts cell stiffness and stem cell fate”。

论文第一作者、美国麻省理工大学机械工程系助理教授郭明(Ming Guo)博士在一篇新闻稿中说道,“我们首次开始理解细胞容积和细胞水含量在细胞的机械性能和生理功能上的重要性。” 这些研究人员在他们的报道中写道,细胞的容积能够极大地影响它的特征,包括硬度、蛋白转运和染色质密度。在一组旨在观察细胞如何调控它们的容积的实验中,他们在具有不同硬度的基板上培养星形胶质细胞。在最为坚硬的基板上培养的那些星形胶质细胞通过释放水分变得最为坚硬。

已知硬度会影响干细胞的命运,因此这些研究人员利用间充质干细胞开展另一组实验来观察水分从细胞中流出在这种关系中发挥什么作用。在通常促进间充质干细胞分化为骨细胞的坚硬基板表面上,通过降低这些干细胞的渗透压,因而让它们吸收水分而变得膨胀,它们能够分化为脂肪细胞。类似地,在通常促进脂肪细胞产生的柔软基板表面上,让间充质干细胞遭受更大的渗透压时,它们更可能倾向于变成骨细胞。

论文通信作者、哈佛大学的David Weitz在这篇新闻稿件中说道,“这些实验的令人吃惊之处在于观察到细胞的容积似乎与细胞如此相关。它似乎决定了细胞的硬度和细胞的命运。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ming Guo, Adrian F. Pegoraro, Angelo Mao et al. Cell volume change through water efflux impacts cell stiffness and stem cell fate. PNAS, doi:10.1073/pnas.1705179114.

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