基于生物力学角度,本研究发现:与柔软的细胞外基质(ECM)相比,坚硬的细胞外基质会促使DNA甲基转移酶DNMT3L在PKCα的介导下,从细胞质大量转入到细胞核,通过与多能性基因例如Nanog的5'端启动子区相结合,促使其发生甲基化,进而控制干性基因的表达,从而起到控制胚胎干细胞干性和分化的作用。
本研究认为细胞外基质硬度调控PKCα介导的DNA甲基转移酶(DNMT3L)的入核,影响小鼠胚胎干细胞的多能性基因(Nanog)的DNA甲基化水平,从而主导细胞干性和分化方向。在坚硬的ECM(100 kPa)中,小鼠胚胎干细胞(mESCs)和胚胎成纤维细胞(MEFs)的DNA甲基化标志5-mC和MBD1表达显著提高,预示硬的基质能够促进细胞的DNA甲基化。

这一发现,首先对研究胚胎发育过程中的细胞周围基质环境的作用具有一定的参考价值,同时对于研究维持胚胎干细胞干性或者诱导胚胎干细胞分化的基础研究和临床应用具有重要的科学意义。