Due to the ability to differentiate into variety of cell types, mesenchymal stem cells (MSCs) hold promise as source in cell-based therapy for treating injured tissue and degenerative diseases. The potential use of MSCs to replace or repair damaged tissues may depend on the efficient differentiation protocols to derive specialized cells without any negative side effects. Identification of appropriate cues that support the lineage-specific differentiation of stem cells is critical for tissue healing and cellular therapy. Recently, a number of stimuli have been utilized to direct the differentiation of stem cells. Biochemical stimuli such as small molecule, growth factor and miRNA have been traditionally used to regulate the fate of stem cells. In recent years, many studies have reported that biophysical stimuli including cyclic mechanical strain, fluid shear stress, microgravity, electrical stimulation, matrix stiffness and topography can also be sensed by stem cells through mechanical receptors, thus affecting the stem cell behaviors including their differentiation potential. In this paper, we review all the most recent literature on the application of biochemical and biophysical cues on regulating MSC differentiation. An extensive literature search was done using electronic database (Medline/Pubmed). Although there are still some challenges that need to be taken into consideration before translating these methods into clinics, biochemical and biophysical stimulation appears to be an attractive method to manipulate the lineage commitment of MSCs.

中文翻译：

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工程间充质干细胞分化的最新进展。

由于能够分化为多种细胞类型，间充质干细胞（MSCs）在治疗受损组织和退行性疾病的细胞疗法中有望成为一种来源。MSC替代或修复受损组织的潜在用途可能取决于有效的分化方案，以衍生出没有任何负面副作用的专门细胞。鉴定支持干细胞谱系特异性分化的适当线索对于组织愈合和细胞治疗至关重要。近来，已经利用许多刺激来指导干细胞的分化。传统上已使用生化刺激物（例如小分子，生长因子和miRNA）来调节干细胞的命运。近年来，许多研究报告称，生物物理刺激包括循环机械应变，干细胞还可以通过机械感受器来感知流体的剪切应力，微重力，电刺激，基质刚度和形貌，从而影响干细胞的行为，包括其分化潜能。在本文中，我们回顾了有关生化和生物物理线索在调控MSC分化中应用的所有最新文献。使用电子数据库（Medline / Pubmed）进行了广泛的文献搜索。尽管在将这些方法转化为临床之前仍然需要考虑一些挑战，但是生化和生物物理刺激似乎是操纵MSC谱系承诺的一种有吸引力的方法。干细胞还可以通过机械受体感知基质的刚度和形貌，从而影响干细胞的行为，包括其分化潜能。在本文中，我们回顾了有关生化和生物物理线索在调控MSC分化中应用的所有最新文献。使用电子数据库（Medline / Pubmed）进行了广泛的文献搜索。尽管在将这些方法转化为临床之前仍然需要考虑一些挑战，但是生化和生物物理刺激似乎是操纵MSC谱系承诺的一种有吸引力的方法。干细胞还可以通过机械受体感知基质的刚度和形貌，从而影响干细胞的行为，包括其分化潜能。在本文中，我们回顾了有关生化和生物物理线索在调控MSC分化中应用的所有最新文献。使用电子数据库（Medline / Pubmed）进行了广泛的文献搜索。尽管在将这些方法转化为临床之前仍然需要考虑一些挑战，但是生化和生物物理刺激似乎是操纵MSC谱系承诺的一种有吸引力的方法。我们回顾了有关生化和生物物理线索在调控MSC分化中应用的所有最新文献。使用电子数据库（Medline / Pubmed）进行了广泛的文献搜索。尽管在将这些方法转化为临床之前仍然需要考虑一些挑战，但是生化和生物物理刺激似乎是操纵MSC谱系承诺的一种有吸引力的方法。我们回顾了有关生化和生物物理线索在调控MSC分化中应用的所有最新文献。使用电子数据库（Medline / Pubmed）进行了广泛的文献搜索。尽管在将这些方法转化为临床之前仍然需要考虑一些挑战，但是生化和生物物理刺激似乎是操纵MSC谱系承诺的一种有吸引力的方法。