1。胚性幹細胞(ESC):
- ESCは多能性幹細胞であり、人体の任意の細胞型に分化する能力があります。
- これらの組織はより機械的な強度を必要とするため、硬いESCは中胚葉系統(筋肉、骨、軟骨細胞など)に分化する傾向があります。
- より柔らかいESCは、これらの組織の柔軟性と適応性が必要なため、多くの場合、外胚葉系統(ニューロンや皮膚細胞など)に分化します。
2。間葉系幹細胞(MSC):
-MSCは、骨髄や脂肪組織など、さまざまな組織に見られる多能性幹細胞です。
- 硬いMSCは、骨組織に高い剛性が必要であるため、骨形成系統(骨形成細胞)に分化する傾向が増加します。
- より柔らかいMSCは、機械的需要が低い脂肪生成系統(脂肪形成細胞)に区別する傾向があります。
3。神経幹細胞(NSC):
-NSCは、中枢神経系でニューロン、星状細胞、および乏突起膠細胞を生成する責任があります。
- 硬化したNSCは、適切な信号伝達に構造的な安定性を必要とするニューロンに分化する可能性が高くなります。
- より柔らかいNSCは、ニューロンのサポートと断熱を提供するグリア細胞に分化する傾向があります。
4。誘導多能性幹細胞(IPSC):
-IPSCは、多能性を取り戻す人工的に再プログラムされた体細胞です。
-IPSCの機械的特性は、再プログラミング方法とソース組織によって異なる場合があります。
- 硬いIPSCは、多くの場合、ESCの挙動に似た中胚葉および内胚葉系統に対する分化の可能性の強化を示します。
- より柔らかいIPSCが分化の可能性を低下させ、細胞再プログラミングのための適切な機械的手がかりの重要性を示している可能性があります。
分化経路に影響を与えることに加えて、幹細胞の機械的特性も機能に影響を与える可能性があります。たとえば、幹細胞由来の心筋細胞(心筋細胞)の剛性は、収縮機能と機械的ストレスに対する反応に影響を与える可能性があります。同様に、神経幹細胞由来ニューロンの弾力性は、電気信号を送信し、機能的なニューラルネットワークを形成する能力に影響を与える可能性があります。
幹細胞の力学と分化との関係を理解することは、再生医療と組織工学に大きな意味を持ちます。機械的微小環境を操作するか、特定の機械的特性を持つ生体材料を使用することにより、研究者は幹細胞の分化を導き、組織の修復と再生の結果を改善することができます。