Клетки «чувствуют» разницу между жёстким или мягким и толстым или тонким матриксом
Исследователи сообщили, что культивированные мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) могут «чувствовать» на глубину как минимум несколько микрон под поверхностью искусственной микроплёнки-матрикса, оценивая эластичность внеклеточного ложа — ключевой переменной, определяющей их судьбу.
Чтобы определить, на какую глубину простирается клеточное «осязание», учёные из Университета Пенсильвании поместили наивные MSCs на микроплёнки-матриксы с контролируемой толщиной и эластичностью, закреплённые на жёстком стекле. Эти искусственные поверхности имитировали внеклеточный матрикс, который клетки «ощущают» при дифференцировке.
Исследователи пришли к выводу, что MSCs могут «чувствовать» на несколько микрон вглубь податливых матриксов. Чем жёстче поверхность, тем мельче клетки могли чувствовать; чем мягче поверхность, тем глубже они могли «проникать».
Учёные задокументировали значительные различия между стволовыми клетками, выращенными на разной жёсткости и толщине, которые представляют микроокружения человеческих тканей:
- Мозговая ткань — мягче, чем мышца.
- Мышечная ткань — мягче, чем хрящ.
- Хрящевая ткань — мягче, чем предварительно кальцифицированная кость.
Для анализа клеточных ответов использовался комплекс методов:
- Форма клеток измерялась конфокальной микроскопией.
- Микроэластичность — атомно-силовой микроскопией.
- Организация цитоскелета картировалась по сборке немышечного миозина.
- Изменения в экспрессии генов получали с помощью ДНК-микрочипового транскрипционного анализа генома.