通过监视利用凝胶模仿的生物组织的刚度和纳米结构的干细胞分化，研究人员发现了干细胞在选择骨和软骨时使用的特定分子。当供给标准干细胞培养物，这些分子（主要是脂肪和胆固醇的代谢产物）开始“指导”干细胞生成所需细胞类型。这项研究近日刊登于细胞出版集团旗下的《化学》期刊上。

研究人员已经知道水凝胶表面刚度可以指导干细胞分化。例如，刚性表面可导致骨细胞的形成，而软表面产生神经元样细胞。因此，美国纽约城市大学超分子化学家Rein Ulijn和英国斯特拉斯克莱德大学合作者，开发出新凝胶制备方法。当模拟刚度40千帕的骨或软骨（15 千帕）时，这种凝胶导致干细胞根据其表面进行分化。

“本文是一个很好的例子，表明化学可以帮助生物学进行大刀阔斧的变革。”该研究合作者、英国格拉斯哥大学细胞工程学家Matthew Dalby说。

用于细胞培养的现有凝胶往往是动物源性，会影响结果的重现性。而新凝胶由两个简单的合成肽衍生物组成—— 一种组件：当分子溶解在水中时，能以高定向偏好绑定自身副本，导致纳米纤维自发形成；一种表面活性剂样分子：能与纤维表面相关联，并出现简单的细胞兼容的化学基团。研究人员指出，这些部件被相对较弱地结合在一起，并产生可逆的相互作用，例如，氢键和芳香剂堆叠。

此外，研究人员希望进一步探讨代谢产物如何作为治疗化合物。他们还计划改变新材料背后的化学过程，从而让凝胶更好地模仿更复杂的细胞环境。（来源：中国科学报 张章）