پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

آنچه مسلم است اینکه بطور معمول بسیاری از تحقیقات در حوزه زیست‌شناسی سلولی بر درک چگونگی واکنش سلول‌ها به سیگنال‌های شیمیایی متمرکز شده است.

با این حال، سلول‌ها با بیان ژن‌های خاص به محرک‌های مکانیکی مانند تراکم سلول، اندازه و سفتی بستر نیز پاسخ می‌دهند. با این حال، مکانیسم‌هایی که تنظیم‌کننده‌های محرک‌های مکانیکی را درک می‌کنند تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده‌اند.

براساس این گزارش، در تحقیق اخیر، سلول‌های بنیادی جنینی انسان (hESCs) توسط محققان برای بررسی چگونگی تشخیص و واکنش سلول‌ها به سیگنال‌های مکانیکی مورداستفاده قرار گرفتند.

 از طریق بررسی رونوشت hESCهای کشت شده تحت تراکم‌های مختلف سلولی، محققان یک مولکول کلیدی به نام "ETV4" را شناسایی کردند که مسئول تغییرات در تراکم سلول‌های بنیادی و کنترل تمایز است.

علاوه‌براین، این تیم مکانیزم پیچیده‌ دریافت سیگنال‌های مکانیکی توسط ETV4 را رمزگشایی کردند. در ابتدا، گیرنده‌های اینتگرین 1 تغییرات در تراکم سلولی را تشخیص می‌دهند و متعاقباً اندوسیتوز یک گیرنده سطح سلولی، به نام گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست (FGFR)، را تعدیل می‌کنند. تنظیم مکانیکی اندوسیتوز FGFR، پایداری پروتئین ETV4 را با مسیر سیگنالینگ ERK تعیین می‌کند.

در طول فرآیند تمایز سلول‌های بنیادی، ETV4 در هدایت تشکیل مزاندودرم در مناطق با تراکم سلولی کم، نقش ایفا می‌کند و در عین حال باعث رشد نورواکتودرم در مناطق با تراکم سلولی بالا می‌شود. محققان کشف کردند که یک مبدل مکانیکی جدید، ETV4، پویایی تراکم سلولی را به تمایز سلول‌های بنیادی مرتبط می‌کند.

پروفسور جیوون جانگ که این تحقیق را رهبری کرده است، اظهار داشت: "ما اهمیت محرک‌های مکانیکی را در تنظیم تمایز سلول‌های بنیادی همراه با دخالت محوری ETV4 آشکار کرده‌ایم." او با ابراز خوش‌بینی گفت: "با توجه به اثرات قابل‌توجه ETV4 به عنوان یک انکوژن حیاتی، تصور می‌شود بتوان از این مسیر برای ابداع فناوری‌هایی با هدف کنترل سلول‌های سرطانی از طریق سیگنال‌های مکانیکی استفاده نمود."

این تحقیق با حمایت برنامه توسعه فناوری زیست-پزشکی، برنامه تحقیقات پایه برای افراد، برنامه تحقیقاتی گروهی و آزمایشگاه تحقیقاتی پایه، و پروژه زیرساخت تخصصی هوشمند بنیاد تحقیقات ملی کره انجام شده است.