扩散动力学在调节干细胞和组织发育中起着重要作用

分子信号因子的梯度在胚胎发育的许多事件中起着重要作用，从模式肢体和器官形成到大脑和神经解剖结构的复杂形状。这些梯度是组织中扩散动力学的结果，新发表的着作描述了组织发育中这些扩散过程的两个重要方面 - 首先，详细描述了分子扩散梯度对干细胞信号通路的影响，包括最近的总结发现气体和营养物浓度如何影响干细胞效力，分化和新陈代谢。其次，

随着最近出现复杂的干细胞衍生的3D组织构建体(例如，类器官或小器官)在形成和建模先天组织和器官结构如大脑，并且最近发现气体和营养物浓度可以有大量对干细胞状态和功能的影响，一种新的扩散作用建模对于严格研究发育过程，疾病建模和再生医学非常重要。这项工作提供了一些工具和资源，使来自不同背景的研究人员能够理解和模拟其特定类型组织构建体的扩散过程，包括扩散进出组织的模型，以及任何类型的扩散分子，生物材料支架和细胞类型。

尽管干细胞如何在适当的位置和时间自组织成成熟组织和器官的许多机制仍有待阐明，但很明显许多组织的结构，组成和功能受到许多重叠扩散信号在发育过程中的影响。这项工作有助于为许多更复杂和独特的扩散解决方案打开大门，因为它们与发展事件有关，需要进行探索和研究。

“理解这些机制需要合成干细胞生物学和传质物理学，其中物理扩散现象影响神经发育线索，定义细胞身份并最终帮助塑造大脑的细胞结构，”作品作者Richard McMurtrey博士说。 。“所有这些交谈的动态都是复杂的，仍然超出了我们的全面理解，但令人着迷的是，大脑的布局和流经它的所有信息处理最终都依赖于组织这些蜂窝系统的众多关键信号事件。在发展初期。“