Alan Bowling

德克萨斯大学阿灵顿分校的研究人员正在努力创建一种建模技术，以更好地预测干细胞如何发育成特定的细胞，如骨骼或皮肤。

该团队由机械工程副教授艾伦·鲍林(Alan Bowling)领导，使用美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)提供的为期三年的41.6万美元拨款进行这项工作。共同研究负责人是生物工程系院长Michael Cho教授和机械工程系副教授Hyejin Moon。

该团队开发了一种模拟细胞力学的新方法，该技术可以反映影响干细胞分化过程中细胞内容物的运动。干细胞分化在组织修复、再生和创面愈合等方面有广泛的应用。

该模拟有助于预测干细胞成功分化为所需细胞类型的初始条件。如果科学家能找出初始条件，就有可能提前预测细胞会变成什么样子。例如，如果细胞是用于皮肤移植，科学家可以将一批细胞的产量提高到90%，方法是从干细胞开始，这些干细胞具有表明它们将向那个方向分化的特征。

Cho的研究表明，干细胞分化的关键触发因素是基于机械信号传导。他发现，细胞核的大小与它能否分化成所需要的细胞类型之间存在相关性。

“我们可以得到快速的结果，这导致特定组织的高产量，所以如果我们成功了，会有更深远的后果，”Bowling说。“这种技术似乎能预测传统标准模型无法预测的行为。它允许我们进行其他技术无法进行的模拟，而且我们可以比传统技术更快地得到结果。”

Bowling表示，该团队将15天的差异化过程缩短到了大约90分钟。目前的干细胞实验需要两周以上的时间才能完成，而且没有办法知道两周后结果会是什么。

Moon的实验旨在产生模拟细胞内环境的微流体条件，包括细胞内不同的酶和蛋白质的粘度和密度，以研究干细胞分化时会发生什么。

Cho教授说，三位科学家之间的合作正在取得令人兴奋的进展。

“为什么有些干细胞的反应与预期一致，而有些则相反，这一问题多年来一直困扰着这个领域的研究人员，”Cho说。“Bowling博士模型的准确性将使我能够自信地预测细胞在不同环境下的机械生物学行为，在很短的时间内，Moon博士的专业知识将使我们能够进入干细胞内部发生的更精细的细节。”