纤维化是由纤维状细胞外基质 (ECM) 在组织和器官中沉积引起的各种组织增厚，这是身体对各种形式的损伤的伤口愈合反应的一部分。当伴有慢性炎症时，纤维化会过度驱动并产生无法再降解的过多疤痕组织。这个过程会导致多个器官的许多疾病，包括吸烟或石棉引起的肺纤维化、酗酒引起的肝纤维化以及心脏病发作后经常发生的心脏纤维化。纤维化也可能发生在骨髓 (BM) 中，这是我们一些骨骼内的海绵状组织，其中包含造血干细胞 (HSC)，这会导致疤痕和正常功能的破坏。
一个例子是被称为“骨髓增生性肿瘤”(MPN)的慢性血癌，其中患者可以发展为破坏血细胞正常产生的纤维化 BM(骨髓纤维化)。单核细胞是一种属于骨髓细胞组的白细胞，由 MPN 中的 HSC 过量产生，并导致 BM 环境(利基)中的炎症。然而，纤维化的骨髓生态位本身如何影响单核细胞的功能和骨髓中的炎症尚不清楚。
现在，哈佛大学 Wyss 生物启发工程研究所、John A. Paulson 工程与应用科学学院 (SEAS)、Dana-Farber 癌症研究所 (DFCI) 和布莱根妇女医院 (Brigham) 的合作团队已经创建了一个基于可编程水凝胶的体外模型，模拟健康和纤维化的人类 BM。将该系统与骨髓纤维化 (MF) 的小鼠体内模型相结合，他们证明单核细胞决定是否进入促炎状态并继续分化为炎性树突状细胞，这取决于具有密集 ECM 的 BM 生态位的特定机械特性分子。重要的是，研究小组发现一种抑制 PI3K-γ 蛋白的药物可以减弱这些对单核细胞的病理机械效应，并减少了它们的数量以及 MF 小鼠中炎症性骨髓细胞的数量。研究结果发表在自然材料。
“我们的研究表明，作为免疫系统关键参与者的单核细胞的分化状态受到它们遇到的 ECM 的机械变化的高度调节。具体来说，ECM 的粘弹性一直是其机械性能的一个历史上被低估的方面，我们发现我们的体外和体内模型与人类疾病密切相关，”Wyss 核心教员 David Mooney 博士说，他与 DFCI 研究员 Kai Wucherpfennig 医学博士共同领导了这项研究。“
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