新加坡科学家发现物理挤压可诱导干细胞成骨分化 为骨修复提供新策略
2025-07-15 16:27
来源:新加坡国立大学
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新加坡国立大学的研究团队在《先进科学》发表突破性研究,揭示物理挤压可诱导间充质干细胞(MSCs)定向分化为骨细胞。这一发现为骨组织再生提供了无需化学诱导的新方法,有望推动再生医学领域的发展。助理教授 Andrew Holle(右)和博士生高旭(左)(该研究论文的第一作者)正在讨论包含微通道装置模具的硅晶片上的特征

研究团队设计了一套微通道系统,模拟体内组织间隙的物理环境。当MSCs挤过仅3微米宽的狭窄通道时,细胞核发生显著变形,并激活成骨关键转录因子RUNX2,其表达水平提升40%以上。更值得注意的是,这种成骨倾向在细胞离开通道后仍持续存在,表明细胞具有"机械记忆"效应。

"传统方法依赖化学信号或基因编辑引导干细胞分化,而我们的研究表明,单纯的物理限制同样能有效调控细胞命运,"研究负责人Andrew Holle助理教授表示。该技术无需外源生长因子或基因修饰,仅通过微通道筛选即可获得大量预分化的成骨前体细胞,具有成本低、安全性高的优势。

研究团队计划进一步探索该技术在骨折修复和肿瘤治疗中的应用。初步推测,经机械预处理的MSCs可能增强穿透肿瘤组织的能力,提高细胞疗法的递送效率。此外,该发现或可拓展至诱导多能干细胞(iPSCs),为更广泛的再生医学应用提供新思路。

更多信息: Xu Gao 等,受限迁移驱动干细胞分化,Advanced Science (2025)。期刊信息: Advanced Science

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