Hydrogels with tunable stress relaxation regulate stem cell fate and activity

自愈水凝胶 应力松弛 细胞外基质 粘附 细胞粘附 粘弹性 材料科学 生物物理学 间充质干细胞 弹性模量 细胞生物学 组织工程 放松(心理学) 化学 生物医学工程 复合材料 高分子化学 生物化学 生物 蠕动 神经科学 医学
作者
Ovijit Chaudhuri,Luo Gu,Darinka D. Klumpers,Max Darnell,Sidi A. Bencherif,James C. Weaver,Nathaniel Huebsch,Hong-Pyo Lee,Evi Lippens,Georg N. Duda,David Mooney
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:15 (3): 326-334 被引量:1979
标识
DOI:10.1038/nmat4489
摘要

Natural extracellular matrices (ECMs) are viscoelastic and exhibit stress relaxation. However, hydrogels used as synthetic ECMs for three-dimensional (3D) culture are typically elastic. Here, we report a materials approach to tune the rate of stress relaxation of hydrogels for 3D culture, independently of the hydrogel’s initial elastic modulus, degradation, and cell-adhesion-ligand density. We find that cell spreading, proliferation, and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) are all enhanced in cells cultured in gels with faster relaxation. Strikingly, MSCs form a mineralized, collagen-1-rich matrix similar to bone in rapidly relaxing hydrogels with an initial elastic modulus of 17 kPa. We also show that the effects of stress relaxation are mediated by adhesion-ligand binding, actomyosin contractility and mechanical clustering of adhesion ligands. Our findings highlight stress relaxation as a key characteristic of cell–ECM interactions and as an important design parameter of biomaterials for cell culture. Hydrogels with faster stress relaxation enhance the spreading, proliferation, and osteogenic differentiation of embedded mesenchymal stem cells.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yyy发布了新的文献求助10
2秒前
李健应助111采纳,获得10
2秒前
赘婿应助why采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
勤恳的糖豆完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
zhaimen发布了新的文献求助10
7秒前
汉堡包应助研友_nqv2WZ采纳,获得10
8秒前
8秒前
红枫没有微雨怜完成签到 ,获得积分10
10秒前
十六发布了新的文献求助10
10秒前
chenjiaye完成签到 ,获得积分10
10秒前
果子完成签到 ,获得积分10
10秒前
酷炫的醉冬关注了科研通微信公众号
11秒前
漂亮的盼波完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
lll完成签到,获得积分10
15秒前
李迅迅发布了新的文献求助10
15秒前
轻松沛菡完成签到,获得积分10
15秒前
十六完成签到,获得积分20
15秒前
暂时想不到昵称完成签到,获得积分10
15秒前
lightgo应助喝一口麦茶采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
EED发布了新的文献求助10
17秒前
pp.gsyx发布了新的文献求助10
18秒前
SYLH应助广哥的爱徒采纳,获得10
19秒前
scienceL发布了新的文献求助10
20秒前
aldblm发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
科研通AI5应助Stting采纳,获得30
22秒前
22秒前
尼布丁应助美满沛芹采纳,获得200
23秒前
研友_LwlRen完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
戈屿完成签到 ,获得积分10
26秒前
Ava应助凉白开采纳,获得10
27秒前
支珩应助haomozc采纳,获得10
27秒前
高分求助中
All the Birds of the World 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Machine Learning Methods in Geoscience 1000
Resilience of a Nation: A History of the Military in Rwanda 888
Musculoskeletal Pain - Market Insight, Epidemiology And Market Forecast - 2034 500
Crystal Nonlinear Optics: with SNLO examples (Second Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3734375
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3278405
关于积分的说明 10009129
捐赠科研通 2995011
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1643128
邀请新用户注册赠送积分活动 780949
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 749183