Жесткость поверхности влияет на дифференцировку стволовых клеток
Новое исследование показывает, что механические свойства поверхности, на которой выращивают стволовые клетки, могут существенно влиять на их судьбу — то, в какой тип клеток они превратятся.
- Человеческие плюрипотентные стволовые клетки могут стать любым из 220 типов клеток организма.
- В лаборатории их судьбу традиционно направляют с помощью коктейлей растворимых факторов роста и белков.
- Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили, что жесткость поверхности также является мощным фактором.
Контекст имеет значение
В живом организме клетки занимают разные ниши с разными свойствами. Клетка по-разному отреагирует, если окажется рядом с костью (жесткая среда) или мозгом (мягкая ткань).
Ученые создали гели разной жесткости, имитирующие ткани мозга, печени и мышц, чтобы проверить, может ли одна лишь поверхность, без добавления химических факторов, влиять на дифференцировку.
Ключевой результат
- При выращивании на мягкой, похожей на мозг поверхности клетки самостоятельно начинали превращаться в нейроны — клетки центральной нервной системы.
- На жестких поверхностях клетки предпочитали сохранять стволовое состояние.
«Мы не меняли ничего, кроме перехода с твердой поверхности на мягкую. Все они начали выглядеть как нейроны. Меня поразило, что поверхность оказывает такое глубокое влияние», — объясняет профессор Лора Кисслинг.
Механизм влияния
Исследователи полагают, что механические свойства поверхности влияют на белок YAP.
- YAP может находиться в цитоплазме или ядре клетки.
- В ядре он регулирует экспрессию генов.
- На мягких гелях YAP исключается из ядра, и его отсутствие там помогает направить стволовые клетки по пути развития в клетки мозга.
Значение открытия
Это открытие поможет ученым лучше контролировать условия экспериментов по направленной дифференцировке стволовых клеток. В перспективе оно может усовершенствовать методы массового производства клеток для терапии, токсикологического скрининга химических веществ и других приложений.
Исследование опубликовано 8 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences.