干细胞的发育途径取决于其形状

为了引导干细胞沿着所需的发育路径发展，根本不需要为其提供适当的激素和其他生化信号；只需迫使其形成所需组织的细胞即可。

是什么促使干细胞转化为特定类型的细胞？例如，骨干细胞如何知道它们需要转化为骨细胞而不是软骨细胞？这些问题对于基础科学和应用科学都至关重要。在再生医学中，病变组织被源自干细胞的健康组织所取代，医生必须确保干细胞能够转化为所需的组织。

已知这类细胞会遵循化学信号：激素可以控制干细胞分化成特定的成熟组织。另一方面，有证据表明，细胞分化取决于细胞培养物生存和繁殖的表面类型：细胞与基质的接触决定了其命运。美国国家标准与技术研究院的研究人员认为，干细胞的转化取决于其最终的形态。

为了从干细胞中培育组织，医生使用临时聚合物植入物作为基质，即三维基础。骨骼植入物在空间中组织细胞并引导其生长。在实验中，科学家将骨组织干细胞植入几种空间结构不同的植入物上。在这种情况下，细胞在培养过程中没有添加任何激素或其他可以“告知”其发育路径的物质。结果，只有五分之一的干细胞开始积累钙，这是它们转化为成熟骨细胞的证据。为了成功地附着在这种基质上，细胞必须伸展并形成长突起，即形成成熟的骨细胞。

因此，正如作者在《生物材料》杂志上所写，干细胞无需任何化学信号混合物就能被推向所需的发育路径。只需赋予它们所需组织细胞固有的特征形状即可。

乍一看，这种结果既奇怪又难以理解。这就好比说，学生之所以成为医生，是因为他们在医学院实习时被迫穿白大褂。科学家们至今仍未解释细胞形态如何决定其行为。当然，这种空间生长新组织的方法似乎比信号化学“培养”更便宜、更简单。