牵引力和张力是类器官的重要机械调节器2024-01-03 08:59:17
生物体从细胞、组织到器官的各个层次上的生命运动都是在一定力学环境中进行的，从个体发育的角度讲，一个只含有一套染色体遗传信息的单细胞，会有序地发生一系列分化增殖，最终形成具有生命活力的完整个体，这个过程是由多种化学反应和物理性质变化所构成的复杂网络系统。随着分子生物学及力学测量技术的不断发展，越来越多学者意识到机械力学在生命形成过程中的重要作用。肝脏类器官作为复杂细胞生长微环境，所呈现的动态生化线索和机械刺激通过机械感应驱动细胞机械转导，最终导致组织结构的变化。研究发现，肝病的进展与异常的组织结构和机械转导密切相关。因此，深入了解机械力在肝脏类器官生成中的作用，对维持肝脏结构的完整和内稳态来说至关重要。生物学活动中，机械力产生、传递、被感知后改变细胞功能，在控制细胞行为和组织稳态中发挥着关键作用。细胞外机械力及其信号传导是细胞微环境中调节细胞增殖、再生、分化和迁移的重要组成部分。研究发现，力学变化始终伴随着“肝炎-肝纤维化-肝硬化-肝癌”的疾病进展过程。而力学对细胞的影响取决于与力和细胞相关的许多因素，包括力的类型、大小、持续时间等，目前研究较多的是固体应力、流体力和细胞外基质力学。
固体应力大多出现在组织的高度增殖区域，上皮组织更新或者增殖的肿瘤推动牵拉周围基质时产生。机械应力是诱导iPSC类器官形成的关键技术，机械力可以通过诱导干细胞中的生物反应刺激iPSC向软骨细胞分化和成熟。牵引力和张力也是类器官的重要机械调节器。张力作为一种特殊的固体应力，在不同组织界面中产生。正常状态下，细胞-细胞或细胞-基质间的机械张力是胚胎和器官形态变化中的一个重要因素。
出自《机械力在肝脏类器官形成中的调控作用》作者王宁，吕文良.
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