Mechanotransduction and Stiffness-Sensing: Mechanisms and Opportunities to Control Multiple Molecular Aspects of Cell Phenotype as a Design Cornerstone of Cell-Instructive Biomaterials for Articular Cartilage Repair

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

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

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

Since material stiffness controls many cell functions, we reviewed the currently available knowledge on stiffness sensing and elucidated what is known in the context of clinical and experimental articular cartilage (AC) repair. Remarkably, no stiffness information on the various biomaterials for clinical AC repair was accessible. Using mRNA expression profiles and morphology as surrogate markers of stiffness-related effects, we deduced that the various clinically available biomaterials control chondrocyte (CH) phenotype well, but not to equal extents, and only in non-degenerative settings. Ample evidence demonstrates that multiple molecular aspects of CH and mesenchymal stromal cell (MSC) phenotype are susceptible to material stiffness, because proliferation, migration, lineage determination, shape, cytoskeletal properties, expression profiles, cell surface receptor composition, integrin subunit expression, and nuclear shape and composition of CHs and/or MSCs are stiffness-regulated. Moreover, material stiffness modulates MSC immuno-modulatory and angiogenic properties, transforming growth factor beta 1 (TGF-β1)-induced lineage determination, and CH re-differentiation/de-differentiation, collagen type II fragment production, and TGF-β1- and interleukin 1 beta (IL-1β)-induced changes in cell stiffness and traction force. We then integrated the available molecular signaling data

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้