Implications of Cellular Mechanical Memory in Bioengineering

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

• ระดับ A · หลักฐานทางคลินิกค่อนข้างแข็งแรง
• ระดับ B · หลักฐานทางคลินิกที่กำลังเติบโตและมีสัญญาณเชิงบวก
• ระดับ C · งานวิจัยในมนุษย์ระยะต้นที่กำลังสำรวจประโยชน์
• ระดับ D · รากฐานทางวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง
• กำลังศึกษาเพิ่มเติม · หัวข้อใหม่ที่นักวิจัยกำลังสำรวจอย่างต่อเนื่อง

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

The ability to maintain and differentiate cells in vitro is critical to many advances in the field of bioengineering. However, on traditional, stiff ( E ≈ GPa) culture substrates, cells are subjected to sustained mechanical stress that can lead to phenotypic changes. Such changes may remain even after transferring the cells to another scaffold or engrafting them in vivo and bias the outcomes of the biological investigation or clinical treatment. This persistence─or mechanical memory─was initially observed for sustained myofibroblast activation of pulmonary fibroblasts after culturing them on stiff ( E ≈ 100 kPa) substrates. Aspects of mechanical memory have now been described in many in vitro contexts. In this Review, we discuss the stiffness-induced effectors of mechanical memory: structural changes in the cytoskeleton and activity of transcription factors and epigenetic modifiers. We then focus on how mechanical memory impacts cell expansion and tissue regeneration outcomes in bioengineering applications relying on prolonged 2D plastic culture, such as stem cell therapies and disease models. We propose that alternatives to traditional cell culture substrates can be used to mitigate or erase mechanical memory and improve the efficiency of downstream cell-based bioengineering applications.

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้