干細胞是能夠成為機體任何細胞類型的未分化細胞。在體外培養(yǎng)人多能干細胞時，培養(yǎng)基里添加的化學因子和蛋白會對這些細胞產(chǎn)生重要的影響。人們利用不同的添加物組合，將細胞誘導成為特定類型的細胞。

　　那么，不給干細胞添加任何因子或化合物，它會如何決定自己的命運呢？是成為肌肉細胞、骨細胞還是神經(jīng)元？

　　Wisconsin-Madison大學的研究團隊發(fā)現(xiàn)，在沒有任何添加物的情況下，干細胞生長表面的硬度就足以對細胞命運產(chǎn)生深遠的影響。這項研究發(fā)表在九月八日的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

　　“人們利用可溶性的生長因子引導細胞分化，”UW-Madison的干細胞專家，Laura Kiessling教授解釋道。不過之前有研究指出，細胞生長表面的物理性質(zhì)也會影響細胞的命運，不過這一點并未得到充分的證明。

　　實驗室里培養(yǎng)干細胞時，使用表面覆蓋有凝膠的培養(yǎng)皿，通過這種凝膠引入不同的蛋白因子。不過，即使沒有蛋白因子的誘導信息細胞也會分化，只不過分化路徑看起來比較隨機。另外在發(fā)育過程中，機體內(nèi)的細胞會根據(jù)自己的所處的環(huán)境條件做出轉(zhuǎn)變。

　　 “許多細胞附著在特定表面上生長。舉例來說，如果細胞長在骨骼附近，就會對這個特殊的環(huán)境做出反應(yīng)，”Kiessling說?！叭绻毎L在類似大腦的柔軟組織附近，那它們的行為又會不同。”

　　為了全面探討生長表面對干細胞的影響，Kiessling團隊構(gòu)建了不同硬度的凝膠來模擬肌肉、肝臟和腦組織。研究顯示，類似腦組織的柔軟表面，不需要任何可溶因子，就足以引導干細胞成為神經(jīng)元。而較硬的表面更傾向于保持細胞的干細胞狀態(tài)。

　　“我們沒有改變?nèi)魏螙|西，只是從硬表面換到了軟表面，”Kiessling說。“結(jié)果細胞形態(tài)都變得更像神經(jīng)元，細胞生長表面的影響如此深遠，令我非常意外。”

　　研究人員認為，柔軟表面的物理性質(zhì)影響了細胞中的蛋白YAP。YAP既存在于細胞質(zhì)也存在于細胞核，當它在細胞核里的時候YAP調(diào)控基因表達。研究顯示，在柔軟凝膠上YAP無法進入細胞核，而它的缺失促使干細胞向腦細胞發(fā)展。

　　這些發(fā)現(xiàn)可以幫助科學家們建立更好的實驗條件，引導干細胞精確分化。這類技術(shù)將最終幫助人們生產(chǎn)大量細胞用于疾病治療或者新藥開發(fā)。