Mechanosensing proteins have mainly been investigated in 2D culture platforms, while understanding their regulation in 3D enviroments is critical for tissue engineering. Among mechanosensing proteins, the actin cytoskeleton plays a key role in human mesenchymal stromal cells (hMSCs) activity, but its regulation in 3D tissue engineered scaffolds remains poorly studied. Here, we show that human mesenchymal stromal cells (hMSCs) cultured on 3D electrospun scaffolds made of a stiff material do not form actin stress fibers, contrary to hMSCs on 2D films of the same material. On 3D electrospun and additive manufactured scaffolds, hMSCs also displayed fewer focal adhesions, lower lamin A and C expression and less YAP1 nuclear localization and myosin light chain phosphorylation. Together, this strongly suggests that dimensionality prevents the build-up of cellular tension, even on stiff materials. Knock down of either lamin A and C or zyxin resulted in fewer stress fibers in the cell center. Zyxin knock down reduced lamin A and C expression, but not vice versa, showing that this signal chain starts from the outside of the cell. Lineage commitment was not affected by the lack of these important osteogenic proteins in 3D, as all cells committed to osteogenesis in bi-potential medium. Our study demonstrates that dimensionality changes the actin cytoskeleton through lamin A and C and zyxin, and highlights the difference in the regulation of lineage commitment in 3D enviroments. Together, these results can have important implications for future scaffold design for both stiff- and soft tissue engineering constructs.

中文翻译：

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维度通过层粘连蛋白A / C和zyxin改变肌动蛋白网络。

机械感测蛋白主要在2D培养平台中进行了研究，而了解其在3D环境中的调节对于组织工程至关重要。在机械传感蛋白中，肌动蛋白细胞骨架在人间充质基质细胞（hMSCs）的活性中起着关键作用，但其在3D组织工程支架中的调控研究仍很少。在这里，我们显示了在由硬质材料制成的3D电纺丝支架上培养的人间充质基质细胞（hMSCs）不会形成肌动蛋白应激纤维，这与在同一材料的2D薄膜上的hMSCs相反。在3D电纺和增材制造的支架上，hMSC还显示出更少的粘着斑，更低的层粘蛋白A和C表达以及更少的YAP1核定位和肌球蛋白轻链磷酸化。一起，这有力地表明，尺寸可以防止细胞张力的累积，即使在坚硬的材料上也是如此。敲低层粘连蛋白A和C或zyxin导致细胞中心的应力纤维减少。Zyxin敲低了层粘连蛋白A和C的表达，反之亦然，表明该信号链从细胞外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。即使在坚硬的材料上。敲低层粘连蛋白A和C或zyxin导致细胞中心的应力纤维减少。Zyxin抑制了层粘连蛋白A和C的表达降低，反之亦然，表明该信号链从细胞外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。即使在坚硬的材料上。敲低层粘连蛋白A和C或zyxin导致细胞中心的应力纤维减少。Zyxin敲低了层粘连蛋白A和C的表达，反之亦然，表明该信号链从细胞外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。敲除层粘连蛋白A和C或酵素可减少细胞中心的应力纤维。Zyxin敲低了层粘连蛋白A和C的表达，反之亦然，表明该信号链从细胞外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。敲低层粘连蛋白A和C或zyxin导致细胞中心的应力纤维减少。Zyxin敲低了层粘连蛋白A和C的表达，反之亦然，表明该信号链从细胞外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。表明此信号链从单元外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。表明此信号链从单元外部开始。沿袭承诺不受3D中缺少这些重要的成骨蛋白的影响，因为所有细胞都在双电势培养基中致力于成骨。我们的研究表明，维数通过层粘连蛋白A和C和zyxin改变了肌动蛋白的细胞骨架，并强调了在3D环境中谱系定型调节的差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。并强调了在3D环境中沿袭承诺的监管差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。并强调了在3D环境中沿袭承诺的监管差异。总之，这些结果可能对硬组织和软组织工程构造的未来支架设计具有重要意义。