时空调控的干细胞力学微环境

干细胞具有自我更新和各向分化的潜能，在诸多生物医学领域具有广阔的应用前景。干细胞微环境是干细胞赖以生存的基础，对调控干细胞命运具有重要的作用。近日，西安交通大学仿生工程与生物力学中心（简称BEBC）系统地总结了基于先进水凝胶材料构建具有时空调控的干细胞力学微环境的最新研究进展。

早期，研究人员认为相邻细胞及可溶性因子等生物化学因素具有调控干细胞命运的作用。近年来，越来越多的证据表明，细胞外基质所赋予的生物物理因素，尤其是具有时空调控的力学因素也会对干细胞命运产生重大影响。因此，构建具有时空调控的三维干细胞力学微环境对基于干细胞的疾病治疗、组织再生以及病理机理等研究具有重要意义。

西安交通大学的徐峰团队首先介绍了干细胞在体、天然环境中经历（或受到）的具有时空调控的力学刺激，然后重点介绍了以水凝胶为代表的生物材料，通过设计水凝胶材料结构并结合先进制造技术构建包括空间力学梯度（例如梯度硬度、梯度应力/应变）及动态力学特性（例如动态硬度、应力松弛及应力钢化）的三维干细胞微环境。同时，他们讨论了具有时空调控的三维干细胞力学微环境在生物医学工程领域的潜在应用。最后，他们对该领域存在的关键问题和潜在解决方案进行了深入讨论，并对其未来发展趋势和前景进行了展望。

这一成果近期发表在Advanced Materials 上，文章的第一作者是西安交通大学生命科学与技术学院的青年教师马玉菲博士和林敏博士。

该论文作者为：Yufei Ma, Min Lin, Guoyou Huang, Yuhui Li, Shuqi Wang, Guiqin Bai, Tian Jian Lu, Feng Xu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

3D Spatiotemporal Mechanical Microenvironment: A Hydrogel-Based Platform for Guiding Stem Cell Fate

Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201705911

西安交通大学仿生工程与生物力学中心简介

西安交通大学仿生工程与生物力学中心围绕“力学基础理论-生物技术研发-应用推广”的学术思想，从生物材料、生物力学和生物医学等理论体系出发，通过新型生物材料和先进生物制造技术（如3D细胞打印）的开发和应用，着力于解决生物医学工程重大基础性问题以及临床医学治疗方案的设计和优化；作为该中心研究方向之一的细胞微环境工程，目前已在Nature Materials、Chemical Reviews、Advanced Materials、ACS Nano、Physics of Life Reviews和Advanced Functional Materials 等国际权威期刊上发表SCI论文50余篇。

http://bebc.xjtu.edu.cn