Mechanical memory and dosing influence stem cell fate

运行x2 自愈水凝胶 间充质干细胞 细胞生物学 干细胞 细胞命运测定 乙二醇 生物物理学 材料科学 化学 细胞内 转录因子 生物医学工程 生物 生物化学 医学 高分子化学 基因 有机化学
作者
Chun Yang,Mark W. Tibbitt,Lena P. Basta,Kristi S. Anseth
出处
期刊:Nature Materials [Nature Portfolio]
卷期号:13 (6): 645-652 被引量:976
标识
DOI:10.1038/nmat3889
摘要

We investigated whether stem cells remember past physical signals and whether these can be exploited to dose cells mechanically. We found that the activation of the Yes-associated protein (YAP) and transcriptional coactivator with PDZ-binding domain (TAZ) as well as the pre-osteogenic transcription factor RUNX2 in human mesenchymal stem cells (hMSCs) cultured on soft poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels (Young’s modulus E ~ 2 kPa) depended on previous culture time on stiff tissue culture polystyrene (TCPS; E ~ 3 GPa). In addition, mechanical dosing of hMSCs cultured on initially stiff (E ~ 10 kPa) and then soft (E ~ 2 kPa) phototunable PEG hydrogels resulted in either reversible or—above a threshold mechanical dose—irreversible activation of YAP/TAZ and RUNX2. We also found that increased mechanical dosing on supraphysiologically stiff TCPS biases hMSCs towards osteogenic differentiation. We conclude that stem cells possess mechanical memory—with YAP/TAZ acting as an intracellular mechanical rheostat—that stores information from past physical environments and influences the cells’ fate. Mechanical cues from the local cellular microenvironment can direct cell fate. Now, experiments with human mesenchymal stem cells cultured on phototunable soft poly(ethylene glycol) hydrogels show that the cells remember past physical environments—with the transcriptional co-activators YAP and TAZ acting as a mechanical rheostat—and therefore that appropriate doses of mechanical cues can be used to manipulate the cells’ fate.

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
1秒前
海绵宝宝发布了新的文献求助10
1秒前
佛系完成签到 ,获得积分10
3秒前
chen发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
caowen完成签到 ,获得积分10
5秒前
欢呼阁完成签到,获得积分10
6秒前
蓝天发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
JamesPei应助zz采纳,获得10
8秒前
小马甲应助硒钨和铵采纳,获得10
9秒前
小马甲应助34320324采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
喵总完成签到,获得积分10
10秒前
任性乞完成签到 ,获得积分10
11秒前
小石头发布了新的文献求助10
11秒前
慕青应助雯雯少采纳,获得10
12秒前
12秒前
喜喜发布了新的文献求助10
12秒前
suye发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
刘先生发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
qqq发布了新的文献求助10
15秒前
川口督kie发布了新的文献求助10
15秒前
楼一笑发布了新的文献求助10
16秒前
Akim应助内蒙古深海大鱿鱼采纳,获得10
16秒前
坚强砖家完成签到,获得积分20
16秒前
lyx发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
18秒前
18秒前
歪歪大王完成签到,获得积分10
19秒前
坚强砖家发布了新的文献求助10
19秒前
硒钨和铵应助文件撤销了驳回
19秒前
Wang完成签到 ,获得积分10
21秒前
刘先生完成签到,获得积分20
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6280334
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8099603
关于积分的说明 16933519
捐赠科研通 5347952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2842842
邀请新用户注册赠送积分活动 1820252
关于科研通互助平台的介绍 1677163