2019年8月26日，我院医学院附属口腔医院王慧明教授团队在生物材料领域顶级期刊《Biomaterials》（IF=10.273）在线发表题为 “Chiral Geometry Regulates Stem Cell Fate and Activity” 的研究论文。该成果首次报道手性几何调控干细胞命运和行为，并将其定义为“chirotaxis”。

“手性”是自然界的基本属性。就像左手和右手一样，互为镜像，却不能重叠。大到宇宙星云，小到蜗牛壳、牵牛花藤，仔细观察，都有特定的方向。而组成我们生命的基本物质，DNA的双螺旋结构是右旋的，氨基酸分子都是左旋的。这种对称性“破缺”同样在微观粒子层面表现出弱相互作用的宇称不守恒。

尽管“手性”的起源仍未完全证实，但手性确实与我们的生活密切相关。最典型的案例之一，就是上世纪50年代的反应停（沙利度胺，Thalidomide）药害事件。沙利度胺作为一个手性分子，其R-构型具有镇静催眠效果，而S-构型会导致胎儿畸形。将两种旋光异构的沙利度胺混合作为药物使用，最终酿成了世界性的悲剧。因此，半个世纪以来，人们一方面极度重视手性药物的严格分离，另一方面着手研究手性分子的分子生物学机制。而与细胞尺寸相当的微米尺度手性对细胞行为的影响却未见报道。

团队构建了典型的手性螺旋几何图案，并观察到干细胞在右旋几何图案上的黏附、增殖、分化以及迁移行为均有显著上调，这种具有普适性的细胞趋化行为被首次定义为“chirotaxis”。同时，借助分子动力学的理论模拟计算，阐明了细胞骨架的固有手性（内因）在不同几何手性图案作用下（外因）被增强/减弱，通过力传导信号通路，最终实现了对细胞命运的调控。该成果的意义在于阐释了一种普适的细胞基本属性，细胞的行为不仅是可以通过bottom-up (分子-纳米-微米-宏观)的方式层级调控，反过来top-down的层级调控方式同样行之有效，暗示生命体不同层级之间存在复杂的相互联系。同时，也对生物材料的设计具有启示意义。

    该研究的第一作者为我院医学院附属口腔医院助理研究员董灵庆、博士生龚佳幸为共同第一作者，俞梦飞副研究员和王慧明教授为共同通讯作者；爱游戏体育app冠名意甲航天航空学院博士生王彦中（共同第一作者），钱劲教授（共同通讯作者）参与了此项工作的理论模拟计算部分。该项研究得到了国家自然科学基金的资助。

   全文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219305551?via%3Dihub