近日，来自清华大学航天航空学院生物力学所、首都医科大学附属北京朝阳医院北京呼吸疾病研究所以及加州大学圣地亚哥分校的研究人员，在细胞外基质弹性诱导干细胞世系分化机制的研究中取得重要进展。相关论文《整合素活化及内吞是细胞外基质弹性诱导干细胞分化的一种机制》发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。

不同弹性的细胞外基质（ECM）可以诱导间充质干细胞分化为成神经细胞、成肌肉细胞、成骨细胞等。这一现象自2006年报道以来，其机制一直是生物力学领域的研究热点。本研究揭示了其中的关键分子机制：较软的ECM易使整合素-基质蛋白复合物解离，触发整合素分子被细胞内吞，导致骨形态蛋白受体的亚细胞定位改变，抑制其下游信号通路，最终诱导干细胞向神经系分化。力学分析表明，材料的弹性变化影响整合素-基质蛋白复合物上的加载速率，从而影响该复合物的解离力。

细胞感受ECM弹性的过程是将力学刺激转化为生物化学信号的力学信号转导过程。细胞通过黏着斑与ECM黏附，黏着斑由一系列信号分子构成，并与胞质中的微丝骨架相连。整合素作为关键的力学传感器，在多数力学信号感知过程中起重要作用。本研究进一步阐明了整合素在ECM弹性诱导干细胞分化中的核心角色。

清华大学航天航空学院生物力学所的杨春老师与加州大学圣地亚哥分校的钱煦教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和科技部“973”项目等资助。

参考文献：

Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1106467108

Du, Jing; Chen, Xiaofei; Liang, Xudong; Zhang, Guangyao; Xu, Jia; He, Linrong; Zhan, Qingyuan; Feng, Xi-Qiao; Chien, Shu; Yang, Chun