幾何学的な手がかりと模倣ペプチドを通じてHMSCの運命を指示します

間葉系幹細胞（HMSC）の天然微小環境（細胞外マトリックス（ECM）は、異なるスケールで構成された複雑で異種の環境です。本研究の目的は、フォトリソグラフィー技術を使用して、ECM内のタンパク質または成長因子の階層微量組織化を模倣することを目的としています。ポリエチレンテレフタレート基質は、RGD+BMP-2またはRDG+OGP模倣ペプチドの幾何学的に定義された領域のモデル材料として使用されました。これらのECM由来のリガンドは、相乗的な方法で間葉系幹細胞の骨形成分化の調節のための研究中です。HMSCS骨形成分化は、表面上の二重移植ペプチドの空間分布によって著しく影響を受け、HMSCS細胞はペプチドマイクロパターンの形状とサイズに応じて異なって反応しました。私たちの研究は、ペプチドの幾何学的キューと骨芽細胞系統に対する幹細胞分化の間に強い相互作用の存在を示しています。これらのつながれた表面は、複数のECMキューによって調節される幹細胞運命メカニズムを調査するための貴重なツールを提供し、それにより新しい生体材料の設計に貢献し、HMSCの分化キューの改善に貢献します。

The native microenvironment of mesenchymal stem cells (hMSCs)-the extracellular matrix (ECM), is a complex and heterogenous environment structured at different scales. The present study aims at mimicking the hierarchical microorganization of proteins or growth factors within the ECM using the photolithography technique. Polyethylene terephthalate substrates were used as a model material to geometrically defined regions of RGD + BMP-2 or RDG + OGP mimetic peptides. These ECM-derived ligands are under research for regulation of mesenchymal stem cells osteogenic differentiation in a synergic manner. The hMSCs osteogenic differentiation was significantly affected by the spatial distribution of dually grafted peptides on surfaces, and hMSCs cells reacted differently according to the shape and size of peptide micropatterns. Our study demonstrates the presence of a strong interplay between peptide geometric cues and stem cell differentiation toward the osteoblastic lineage. These tethered surfaces provide valuable tools to investigate stem cell fate mechanisms regulated by multiple ECM cues, thereby contributing to the design of new biomaterials and improving hMSCs differentiation cues.