به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، انتقال مکانیکی فرآیندی است که در آن نیروی فیزیکی به یک سیگنال بیوشیمیایی تبدیل می‌شود که در توسعه و فیزیولوژی استفاده می‌شود. در همین حال، برای توانایی سلول‌ها در حس کردن و پاسخ به نیروهای مکانیکی با فعال کردن مسیرهای انتقال سیگنال‌های درون سلولی و سازگاری نسبی فنوتیپی در نظر گرفته شده است. این شامل نقش محرک‌های مکانیکی در ویژگی‌های رشدی، مورفولوژیکی و فرآیندهای بیولوژیکی در اندام‌های مختلف است. پاسخ سلول‌ها به نیروی القای مکانیکی در حال حاضر نیز به عنوان یک عامل تعیین کننده اصلی بیماری در حال ظهور است. به دلیل تنش برشی مایع ناشی از جریان خون مماسی در سطح لومن، سلول‌های سیستم قلبی عروقی معمولاً در معرض انواع مختلفی از انتقال مکانیکی قرار می‌گیرند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSCs) واسطه‌های قوی ترمیم قلب هستند که می‌توانند مجموعه بزرگی از عوامل محلول را که نقش بسیار زیادی در ترمیم بافت ایفا می‌کنند، ترشح کنند. 
ویژگی‌های MSCs
سلول‌های بنیادی بالغ یا چند توان و سلول‌های بنیادی پرتوان از سلول‌های بنیادی مشتق می‌شوند، به طوری که سلول‌های بنیادی جنینی به خوبی به عنوان سلول‌های بنیادی پرتوان شناخته می‌شوند. نشان داده شد که سلول‌های بنیادی ظرفیت توسعه به ساختارهای جنینی را دارند، در حالی که سلول‌های بنیادی بالغ سلول‌های بنیادی چند توانی هستند که قادر به تمایز چندگانه با پتانسیل خود تجدیدی هستند. فریدنشتاین در سال 1970 شکل جدیدی از سلول‌های استرومایی را در مغز استخوان انسان شناسایی کرد که بعدها به خوبی به عنوان سلول‌های بنیادی مزانشیمی شناخته شدند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی در طیف وسیعی از بافت‌ها به غیر از مغز استخوان، از جمله بافت چربی، بافت ریه، غشای سینوویال، آندومتر و خون محیطی یافت می‌شوند. 
عملکرد MSCها
سلول‌های بنیادی مزانشیمی چندین نقش مختلف در بدن و محیط سلولی دارند. فنوتیپ‌های سلولی سلول‌های بنیادی مزانشیمی در شرایط مختلف تغییر می‌کند و این ویژگی منحصر به فرد MSC را برای پشتیبانی از نگهداری سلول‌های دیگر می‌سازد. طبق گزارش انجمن بین المللی سلول درمانی (ISCT) در سال 2016، سنجش MSC پیشرفت قابل توجهی در پیش بینی اثر درمانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی نشان داد. برای درمان دیسپلازی برونکوپولمونری (BPD)، سلول‌های بنیادی مزانشیمی به دلیل مشخصات ایمنی تثبیت شده، پتانسیل فرار سیستم ایمنی، سهولت نسبی جداسازی، مشخصات ضد التهابی و فعالیت تعدیل کننده ایمنی، اغلب از عوامل درمانی استفاده می‌شوند.
انتقال مکانیکی در تمایز سلول‌های بنیادی مزانشیمی
انتقال مکانیکی فرآیندی است که در آن محیط طبیعی یک سلول نیروی فیزیکی را تجربه می‌کند که به صورت درون سلولی و خارج سلولی اعمال می‌شود، به این ترتیب بعداً، نیرو به سیگنال‌های بیوشیمیایی و الکتریکی تبدیل می‌شود که منجر به پاسخ‌های سلولی می‌شود. مسیرهای مولکولی متعدد متحول شده از اکتشافات و روشنگری‌های مختلف منجر به درک اساسی و بالینی از شکل گیری و توسعه بافت‌ها و اندام‌ها شد. در طول رشد و ظهور بافت‌ها، مسیرهای مکانیکی سیگنالینگ مانند مسیرهای اینترلوکین، فاکتور رشد تبدیل‌کننده (TGF)-β، اینتگرین، MAPK و پروتئین G، β-کاتنین، فاکتور نکروز تومور (TNF) وجود دارد. اینها از طریق سلول‌های بنیادی مزانشیمی و پاسخ آن‌ها به سیگنال دهی بین سلولی و خارج سلولی نشان داده شده است، که در هسته برای تغییر فعالیت پروتئین و بیان ژن منتقل می‌شود در حالی که سیگنالینگ خارج سلولی سلول‌های اطراف ماتریکس را قطع می‌کند.
غشای سلولی و اجزای درون سلولی
غشای سلولی و اجزای درون سلولی متعددی در انتقال مکانیکی نقش دارند.
سیلیای اولیه
اکثر سلول‌های بدن انسان دارای میکروتوبول‌های غشایی هستند که به عنوان مژک‌های اولیه شناخته می‌شوند. مژک‌های اولیه به عنوان آنتن‌های چند منظوره نشان داده شده‌اند که برای تشخیص نشانه‌های شیمیایی و مکانیکی از محیط داخلی و همچنین خارجی در نظر گرفته می‌شوند. عملکرد دقیق مژک‌های اولیه در انتقال مکانیکی به دلیل عملکرد دوگانه آن‌ها به عنوان سنسورهای شیمیایی و مکانیکی ناشناخته مانده است. 
ماتریکس خارج سلولی
غشای سلولی نقش حیاتی در انتقال نیرو به سلول دارد، جایی که تماس مستقیم با ECM رخ می‌دهد. تحقیقات در مورد تأثیر ECM بر فعالیت‌های سلولی در طول قرن‌های گذشته به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. چسبندگی، شکل و مهاجرت سلول، و همچنین فعال شدن مسیرهای انتقال سیگنال کنترل کننده بیان ژن و تعیین تکثیر و سرنوشت سلول‌های بنیادی، توسط خود ECM ایجاد شد. ECM از یک شبکه ماکرومولکولی ساختاری تشکیل شده است که قرار است ساختار و محیط مناسبی را برای تأثیرگذاری سلول‌های تحویل داده شده فراهم کند. اجزای ECM از کلاژن جامد، لامینین، GAGs (اسید هیالورونیک)، کندرویتین و هپارین و همچنین اجزای محلول مانند متالوپروتئینازها که واسطه بین اجزای ECM هستند، تشکیل شده است. 
چسبندگی کانونی
برای پاسخ به محرک‌های مکانیکی خارجی، چسبندگی کانونی کیناز (FAK) تحت اتوفسفوریلاسیون قرار می‌گیرد که منجر به انتقال مکانیکی درون سلولی می‌شود که انتقال مکانیک پایین‌دست را انتقال می‌دهد. محرک پایین دست شامل انقباض سلول‌های اسکلت سلولی و گسترش سلول است که باعث فعال شدن FAK از طریق فسفوریلاسیون FAK می‌شود که ممکن است با کشش یا مقاومت از طریق یک بستر سفت تقویت شود. FAK و شبکه اسکلت سلولی انقباضی کشش را در سلول ایجاد می‌کنند تا نیرو را به هسته القاء کنند. چسبندگی‌های کانونی عمدتاً از کمک اینتگرین و محیط داخل سلولی به دست می‌آیند و مسیرهای سیگنالینگ زیادی را تشکیل می‌دهند که به اسکلت سلولی اکتین وابسته هستند.
اسکلت سلولی
اثرات اسکلت سلولی بر عملکرد سلولی به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. امروزه به خوبی شناخته شده است که اسکلت سلولی تنش ایزومتریک در عضله را از طریق مکانیسم لغزشی رشته اکتومیوزین کنترل می‌کند. اسکلت سلولی از رشته‌هایی ساخته شده است که ممکن است شکل را کنترل کرده و به سلول پشتیبانی کند. کشش در سلول‌ها به حضور یک اسکلت سلولی در محل اتصال اینتگرین اجازه می‌دهد تا سیگنال‌های مکانیکی را بین سلول‌ها منتقل کند. کشش اسکلت سلولی توسط سیگنال‌های درون سلولی، سفتی بستر، نوع لیگاند و چگالی ایجاد می‌شود، که به نوبه خود می‌تواند بر تعامل چسبندگی کانونی فرآیند اتصال سلول به سلول تأثیر بگذارد و شکل سلول را تنظیم کند.
 اینتگرین‌ها
اینتگرین‌ها توسط اجزای ECM احاطه شده‌اند که منجر به اتصال محیط داخلی خارج سلولی و سلولی برای ایجاد ارتباط بیشتر از طریق اینتگرین‌ها در غشای پلاسما می‌شود. بنابراین، اینتگرین‌ها می‌توانند اتصال لیگاند خاص را به دلیل زیرواحدهای α و β موجود در اینتگرین تعیین کنند. مشخص شده است که ECM سیگنال مکانیکی را به اینتگرین می‌فرستد تا آبشارهای سیگنال دهی شامل کمپلکس‌های ماکرو پروتئین را فعال کند، که نشان می‌دهد اینتگرین کنترل کمتری بر ویژگی سلول در مقایسه با ECM دارد. جالب توجه است، نشان داده شده است که اینتگرین‌های گیرنده هترودیمری در انتقال مکانیکی قلبی از طریق اتصال محیط خارج سلولی آن‌ها به قلب، نقش دارند. 
تفسیر اخیر شامل مکانیزمی است که سلول‌های بنیادی و ریزمحیط آن‌ها را به هم متصل می‌کند که در آن تنش‌های مکانیکی اعمال می‌شود و سرنوشت سلول‌های بنیادی حیاتی از جمله سلول‌های بنیادی مزانشیمی را هدایت می‌کند. اگرچه تحقیقات زیادی هنوز در حال انجام است، در حال حاضر واضح است که محیط مکانیکی سلول‌های بنیادی مزانشیمی توسط ECM تعیین می‌شود، با پروتئین‌های غشایی متعدد، اجزای اسکلت سلولی و خود هسته که همگی به عنوان حسگرهای مکانیکی فرضی عمل می‌کنند، می‌توانند از طریق سیگنال‌های مکانیکی یا انتقال مکانی به سلول ترجمه شوند. 
پایان مطلب/.