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本文聚焦于成体干细胞在构建、维持和修复组织时的自我更新与分化平衡机制。探讨机械力、信号通路和转录网络如何协同（调控干细胞功能，还研究了上皮干细胞构建微环境中的力学作用，以及癌症中干细胞龛力学异常的影响，以皮肤上皮干细胞为研究范例，为相关领域研究提供新视角。
干细胞功能调控中的关键因素
成体干细胞（Adult stem cells）在组织的构建、维持和修复过程中，起着至关重要的作用，它们需要精确地平衡自我更新与分化。长久以来，信号通路（Signalling pathways）和转录网络（Transcriptional networks）对干细胞功能的调控作用被广泛研究。但近年来，越来越多的研究发现，机械力（Mechanical forces）同样在其中扮演着不可或缺的角色。
在生命活动中，机械力、信号通路和转录网络并非各自为政，而是需要在不同的长度和时间尺度上紧密协调。这种协调对维持组织的内稳态（Tissue homeostasis）和正常功能意义重大。干细胞与相邻细胞之间的这种协调，直接决定了细胞何时进行分裂、迁移以及分化。例如，在皮肤组织的日常更新中，干细胞就需要与周围细胞默契配合，以保证皮肤的正常代谢和功能。
上皮干细胞构建微环境中的力学作用
上皮干细胞（Epithelial stem cells）在构建自身微环境时，机械力发挥着重要作用。以哺乳动物的皮肤上皮干细胞为例，皮肤作为人体与外界环境直接接触的屏障，长期承受着各种机械压力。在进化过程中，皮肤上皮干细胞逐渐适应并利用这些机械力，来构建稳定且功能完备的微环境。
在正常生理状态下，上皮干细胞通过感知和响应机械力信号，调整自身的行为。它们可以根据机械力的变化，精准地调控细胞的增殖和分化方向，确保皮肤组织的正常发育和稳态维持。比如，当皮肤受到轻微摩擦时，上皮干细胞会感知到这种机械刺激，进而启动相应的增殖程序，补充受损的细胞。
癌症中干细胞龛力学异常的影响
在癌症发生发展过程中，干细胞龛（Stem cell niche）的力学状态常常出现异常。干细胞龛是干细胞所处的特殊微环境，为干细胞提供必要的支持和信号。当干细胞龛的力学平衡被打破，就会引发一系列连锁反应。
癌细胞中的上皮干细胞龛力学异常，可能导致干细胞行为失控。原本有序的细胞增殖、分化和迁移过程被打乱，癌细胞开始不受控制地生长和扩散。这种力学异常不仅影响癌细胞自身的特性，还会改变周围微环境的物理和化学性质，为癌症的进一步恶化创造条件。例如，在皮肤癌中，癌细胞所在的干细胞龛力学改变，使得癌细胞更容易突破基底膜，向周围组织浸润。
综上所述，机械力在干细胞的生理和病理过程中都扮演着重要角色。深入研究上皮干细胞构建微环境的力学机制，以及癌症中干细胞龛力学异常的影响，将为理解组织发育和癌症发生发展提供新的理论依据，也有望为相关疾病的治疗开辟新的方向。
