《The Scientist》封面报道 汪宁 干细胞领域乘风破浪（图）

　　

生物通报道，最新一期的The Scientist发表了一篇关于干细胞新领域的评述性文章Full Speed Ahead，这个新领域的研究领导者是一名华裔科学家，汪宁教授，他首次发现干细胞的一个独特的性能，机械力信号可刺激干细胞的分化与发育，甚至可能影响基因的表达情况。

 

The Scientist这篇评述性的文章首次全面细致的报道了汪宁团队的研究成果。

 

据汪宁教授介绍，机械力信号的研究让人十分吃惊，在研究过程中，他们发现，机械力信号传导速度比预想的快很多，达到了30米/秒，比常规的家庭用快艇要快，只比神经传导速度慢一点。相比之下，化学信号的传递速度慢很多，仅为2微米/秒。

 

据汪宁教授介绍，在细胞活动中，若对比研究我们会发现，机械力信号比化学信号的传导速度快40倍，一些低分辨率的技术甚至无法捕捉到这一信号的传导过程。

 

加州大学生物医学工程学专家Mohammad Mofrad评论道：长期以来，生物学家都忽略了机械力对生物活动的相关作用，随着科技的进步，生物机械力的研究越来越被人接受，它对生命体的发育、细胞、组织甚至是疾病的影响开始受到人们的关注。

 

（生物通 小茜）

汪宁教授的研究简介

伊利诺大学香槟分校机械科学与工程学院，细胞与生物发育学院，印第安纳大学-普渡大学生物医学工程学院的科学家在生物物理交叉学方面取得新的研究进展，相关成果发表在最新的《Nature Materials》在线版上。

 

文章通讯作者是伊利诺大学的华人科学家汪宁教授，早年毕业于华中科技大学，90年代赴美，在哈佛大学获得生理学博士学位。其后留任哈佛大学，2006年赴任伊利诺大学任教。他所在实验室主要从事细胞力学，机械生物学，干细胞生物学，分子机械医学等方面的研究。

 

在这篇最新的文章中，汪宁教授研究小组发现，胚胎干细胞有一个独特固有的性能-即细胞软性质(Cell softness)-这个性能决定了为什么很小的机械力能够促进胚胎干细胞的伸展与分化。

 

课题组将直径4微米的磁珠置于活的胚胎干细胞表面，然后施加一个微小的震荡磁场，使磁珠在磁场中来回震荡。通过精确测量磁场以及磁珠震荡的距离，可以计算出对细胞施加的机械力以及细胞软性质。

 

研究发现，机械力的周期性非常重要，它能够刺激细胞内部的力的产生，如肌球蛋白周期性运动。研究人员发现小鼠的胚胎干细胞相比其分化为其他类型的细胞要更柔软，对局部周期性的力更敏感。此外，研究人员利用这种周期性的力对人类的肌肉细胞进行研究，得到类似的结果。

 

研究还发现一个很小的局部力能够改变单个胚胎干细胞Oct3/4基因的表达，也许其他基因的表达也可以被改变。

 

这个新颖的课题可能弥补拟补化学刺激方法的某些不足：例如无法调节单个细胞的基因表达。