擴(kuò)散動力學(xué)在調(diào)節(jié)干細(xì)胞和組織發(fā)育中起著重要作用
分子信號因子的梯度在胚胎發(fā)育的許多事件中起著重要作用，從模式肢體和器官形成到大腦和神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀。這些梯度是組織中擴(kuò)散動力學(xué)的結(jié)果，新發(fā)表的著作描述了這些擴(kuò)散過程在組織發(fā)育中的兩個重要方面 - 首先，詳細(xì)描述了分子擴(kuò)散梯度對干細(xì)胞信號通路的影響，包括最近的總結(jié)發(fā)現(xiàn)氣體和營養(yǎng)物濃度如何影響干細(xì)胞效力，分化和新陳代謝。其次，
隨著最近出現(xiàn)復(fù)雜的干細(xì)胞衍生的3D 組織構(gòu)建體(例如，類器官或小器官)在形成和建模先天組織和器官結(jié)構(gòu)如大腦，并且最近發(fā)現(xiàn)氣體和營養(yǎng)物濃度可以有大量對干細(xì)胞狀態(tài)和功能的影響，一種新的擴(kuò)散作用對嚴(yán)格的發(fā)育過程，疾病建模和再生醫(yī)學(xué)研究來說，建模非常重要。這項(xiàng)工作提供了一些工具和資源，使來自不同背景的研究人員能夠理解和模擬其特定類型組織構(gòu)建體的擴(kuò)散過程，包括擴(kuò)散進(jìn)出組織的模型，以及任何類型的擴(kuò)散分子，生物材料支架和細(xì)胞類型。
盡管干細(xì)胞如何在適當(dāng)?shù)奈恢煤蜁r間自組織成成熟組織和器官的許多機(jī)制仍有待闡明，但很明顯許多組織的結(jié)構(gòu)，組成和功能受到發(fā)育過程中許多重疊擴(kuò)散信號的影響。這項(xiàng)工作有助于為許多更復(fù)雜和獨(dú)特的擴(kuò)散解決方案打開大門，這些解決方案與發(fā)展事件有關(guān)，需要進(jìn)行探索和研究。
“了解這些機(jī)制需要合成干細(xì)胞生物學(xué)和傳質(zhì)物理學(xué)，其中物理擴(kuò)散現(xiàn)象影響神經(jīng)發(fā)育線索，定義細(xì)胞身份并最終幫助塑造大腦的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，”作品作者Richard McMurtrey博士說。 。“所有這些串?dāng)_的動態(tài)都是復(fù)雜的，仍然超出了我們的完全理解，但令人著迷的是，大腦的布局和流經(jīng)它的所有信息處理最終都依賴于組織這些蜂窩系統(tǒng)的眾多關(guān)鍵信號事件。在發(fā)展初期。“
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