カリフォルニア大学バークレー校の科学者が率いる研究チームは、細胞の行動に関する物質的剛性と地形の役割を調査しました。彼らは、実験的アプローチと計算的アプローチの組み合わせを使用して、細胞がこれらの物理的キューにどのように感知し、反応するかを研究しました。
調査結果は、材料の剛性が幹細胞分化の指示に重要な役割を果たすことを明らかにしました。硬い材料は、幹細胞の骨芽細胞（骨形成細胞）への分化を促進しましたが、より柔らかい材料は脂肪細胞（脂肪細胞）の形成を支持しました。
さらに、この研究は、材料の地形が細胞の移動に影響を与えることを実証しました。細胞は、ランダムなナノファイバー配置と比較して、整列したナノファイバーに沿って優先的な移動方向を示しました。この方向移動は、組織の再生および創傷治癒プロセスに不可欠です。
研究者は、計算モデリングを使用して、これらの材料細胞相互作用の根底にある分子メカニズムを解明しました。彼らは、物質的な剛性と地形が特定の遺伝子とシグナル伝達経路の発現を調節し、観察された細胞応答につながることを発見しました。
これらの発見は、組織工学と再生医療のための生体材料の設計に重要な意味を持っています。剛性や地形などの材料特性を制御することにより、細胞の挙動を導き、望ましい組織の形成を促進することができます。
この研究では、損傷した組織を効果的に修復および再生できる生体材料を設計するために、材料と細胞間の相互作用を理解することの重要性を強調しています。
