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  上海交通大學(xué)馮傳良教授研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)口腔醫(yī)院鄧旭亮教授、衛(wèi)彥副教授研究團(tuán)隊(duì)在三維手性微環(huán)境調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)方面有重大進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Chirality Controls Mesenchymal Stem Cell Lineage Diversification through Mechanoresponses”（手性特征通過(guò)細(xì)胞的機(jī)械感受調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞的分化）為題，于2019年3月5日在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊Advanced Material（《先進(jìn)材料》）。

  從仿生和組織修復(fù)需求的角度設(shè)計(jì)與構(gòu)建高生物活性支架材料，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞組織功能的選擇性調(diào)控，促進(jìn)骨組織修復(fù)重建成為口腔醫(yī)學(xué)重要發(fā)展方向。在這一過(guò)程中，干細(xì)胞響應(yīng)支架材料微環(huán)境特征引發(fā)功能分化差異的分子機(jī)制是科學(xué)問(wèn)題的核心，是設(shè)計(jì)與構(gòu)建具有“生物響應(yīng)調(diào)控”功能的支架材料的理論基礎(chǔ)與依據(jù)。生命體是長(zhǎng)期自然進(jìn)化的結(jié)果，是一個(gè)典型的多級(jí)多層次手性體系。作為生命體的基本構(gòu)成單元，天然生物分子通常都是手性分子，高度的手性選擇性是其執(zhí)行生物學(xué)功能的前提。在生命發(fā)生過(guò)程中，這些手性分子自組裝形成具有特殊立體構(gòu)象和功能的生物結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步裝配形成具有三維手性結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器、細(xì)胞外基質(zhì)，從而形成組織和器官等更高級(jí)的生命體的宏觀非對(duì)稱性形態(tài)，行使相應(yīng)功能。因此，手性選擇的過(guò)程與規(guī)律不僅是生命起源的重大科學(xué)問(wèn)題，也是再生醫(yī)學(xué)支架材料活性功能設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。

  通過(guò)兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之間合作，利用苯丙氨酸的分子手性和自組裝特性，深入研究了其組成的三維手性微環(huán)境如何調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)（如圖），研究發(fā)現(xiàn)納米纖維的左右旋超微手性組裝可以有效調(diào)控粘附分子Fn 空間構(gòu)象，引發(fā)整合素Itgα5β1 識(shí)別分子動(dòng)力學(xué)差異，進(jìn)而啟動(dòng)FAK-ERK-pERK 與YAP/RUNX2 力學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)，誘導(dǎo)BMSCs 成骨與成脂分化差異，揭示出超微手性結(jié)構(gòu)是調(diào)控分子識(shí)別動(dòng)力學(xué)、啟動(dòng)細(xì)胞微納力學(xué)響應(yīng)的關(guān)鍵特性。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解生命起源中手性選擇的過(guò)程與規(guī)律奠定了理論基礎(chǔ)，也為設(shè)計(jì)與構(gòu)建具有“生物響應(yīng)調(diào)控”功能的支架材料提供重要啟示。

  北京大學(xué)口腔醫(yī)院鄧旭亮教授與上海交通大學(xué)馮傳良教授為共同通訊作者。該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（81425007, 31570990, 51833006, 51772006, 31670993, and 21425314）資助。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900582