力医学指导的牙源性基质细胞机械预处理为组织再生提供新思路
河南大学口腔医学院石秋生团队潘鑫源、杨澜、邹金岐(共同第一作者)在 Stem Cell Research & Therapy(JCR Q1、中科院 Top 期刊)发表题为“Mechanomedicine-guided mechanical preconditioning of dental-derived stromal cells for tissue regeneration”的综述文章。该文以力医学(mechanomedicine)为理论框架,聚焦牙源性基质细胞(dental-derived stromal cells, DSCs)的机械预处理,系统总结了 DSCs 在体外机械刺激下的生物学响应、关键力学转导机制及其在组织再生中的应用前景。

口腔组织长期处于咀嚼、咬合、牵张、压缩、流体剪切应力以及基质刚度变化等动态力学微环境中。作为口腔组织稳态维持与损伤修复的重要细胞来源,DSCs 能够感知多维度生物物理线索,并将外界机械刺激转化为细胞增殖、迁移、免疫调节和谱系分化等功能改变。如何将这种天然的力学感知与响应能力转化为稳定、可控且可临床放大的细胞治疗策略,是再生医学领域亟待解决的重要科学问题。针对上述挑战,该综述提出将“机械预处理”作为力医学指导下的体外功能启动策略:在细胞移植或组织工程应用前,通过参数明确的机械刺激预先激活特定细胞功能,以提升细胞治疗的一致性、可预测性和组织适配性。与单纯描述细胞对力学刺激的反应不同,该文进一步强调机械参数、细胞来源与状态、适应症需求和制造流程之间的系统匹配,为 DSCs 的功能优化提供了更具转化导向的研究框架。

力医学指导的机械预处理总体框架:体外加载、功能启动与再生应用
文章围绕拉伸力、压缩力、流体剪切应力、基质刚度、表面拓扑结构及几何限制等主要生物物理线索,系统梳理了不同 DSCs 群体的响应规律。综述指出,适宜的机械加载能够促进成骨、成牙本质、神经样分化及免疫调节等功能;但加载强度、持续时间、频率及细胞来源不同,也可能诱导差异化甚至相反的生物学结果。因此,建立可量化、可重复、可比较的机械预处理窗口,是推动该策略走向转化应用的关键。在机制层面,文章重点讨论了整合素/黏着斑介导的力学感知、细胞骨架重塑、核力学调控,以及 YAP/TAZ、Wnt/β-catenin、MAPK 和 RhoA/ROCK 等关键力学转导通路。上述网络共同决定外界机械信号如何被传递至细胞核,并进一步调控基因表达、表观遗传状态和细胞命运选择。该综述不仅总结了 DSCs 对不同机械线索的响应模式,也为解析“力学刺激—细胞功能—组织再生”之间的因果链条提供了系统视角。

DSCs 响应不同生物物理线索的代表性机制与细胞命运调控
通过整合力学微环境设计、细胞功能调控与再生适应症需求,机械预处理有望为牙周重建、颌面骨再生和神经修复等领域提供更加精准的细胞治疗策略。总体而言,该综述为理解 DSCs 的力学生物学行为提供了系统框架,也为后续开发参数明确、适应症导向且符合临床制造要求的体外功能启动方案提供了重要参考。
特别致谢
在文章撰写、修改和投稿过程中,任延方教授围绕综述选题凝练、整体框架优化、英文文本修改、逻辑表达提升及投稿策略等方面给予了悉心指导并提出重要建设性意见,为文章质量提升和顺利发表提供了有力支持,向任延方教授致以诚挚感谢。
原文信息
文章题目:Mechanomedicine-guided mechanical preconditioning of dental-derived stromal cells for tissue regeneration;发表期刊:Stem Cell Research & Therapy;DOI:10.1186/s13287-026-05049-7
