Pressureless mechanical induction of stem cell differentiation is dose and frequency dependent.
Pressureless mechanical induction of stem cell differentiation is dose and frequency dependent.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0081362
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Stark WJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fuhrer R;Hofmann S;Hild N;Vetsch JR;Herrmann IK;Grass RN;Stark WJ
运动是高等生物的一个重要特征。在哺乳动物胚胎发育过程中，胎动被发现对正常组织发育至关重要。然而，在单细胞水平上，我们目前对干细胞分化的理解集中在通过细胞因子介导的生化信号传导的诱导因子上。在这项研究中，人类间充质干细胞和软骨形成作为代表性的例子进行了调查。我们表明，通过外部磁场循环变形软磁性水凝胶支架沉淀的无压软机械刺激可以诱导间充质干细胞中的软骨形成，而无需任何额外的软骨形成转录因子（TGF-β1和地塞米松）。对运动频率作用的系统研究揭示了仅使用机械刺激的人间充质干细胞向软骨分化的经典剂量-反应关系。当外源性软骨形成因子和运动结合时，这种效果甚至可以协同放大。
Movement is a key characteristic of higher organisms. During mammalian embryogenesis fetal movements have been found critical to normal tissue development. On the single cell level, however, our current understanding of stem cell differentiation concentrates on inducing factors through cytokine mediated biochemical signaling. In this study, human mesenchymal stem cells and chondrogenesis were investigated as representative examples. We show that pressureless, soft mechanical stimulation precipitated by the cyclic deformation of soft, magnetic hydrogel scaffolds with an external magnetic field, can induce chondrogenesis in mesenchymal stem cells without any additional chondrogenesis transcription factors (TGF-β1 and dexamethasone). A systematic study on the role of movement frequency revealed a classical dose-response relationship for human mesenchymal stem cells differentiation towards cartilage using mere mechanical stimulation. This effect could even be synergistically amplified when exogenous chondrogenic factors and movement were combined.
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DOI：
10.1073/pnas.1121605109
发表时间：
2012-06-19
影响因子：
11.1
作者：
Coburn, Jeannine M.;Gibson, Matthew;Elisseeff, Jennifer H.
通讯作者：
Elisseeff, Jennifer H.
DOI：
10.1115/1.429656
发表时间：
2000-06-01
影响因子：
1.7
作者：
Mauck, RL;Soltz, MA;Ateshian, GA
通讯作者：
Ateshian, GA
影响因子：
3.9
作者：
KIM, YJ;SAH, RLY;SANDY, JD
通讯作者：
SANDY, JD
影响因子：
56.9
作者：
Johnson, Kristen;Zhu, Shoutian;Schultz, Peter G.
通讯作者：
Schultz, Peter G.
影响因子：
1.9
作者：
Mayer-Wagner, Susanne;Passberger, Alice;Mueller, Peter E.
通讯作者：
Mueller, Peter E.