孩子们可以得到良好的饮食，但只有在丰富、有益的环境中长大，他们才能成为对社会有贡献的成员。现在科学家们已经证明，干细胞也是如此。
我们的身体由数百种不同类型的细胞组成，但干细胞可以变成所有这些细胞。例如，其中一类——间充质干细胞（MSCs）——可以分化成神经细胞、肌肉生成细胞和骨骼生成细胞。
正是因为这种能力，许多科学家称干细胞治疗为医学领域的下一个重大突破。通过使用患者自身的干细胞来生长基因匹配的组织和器官，就可以治疗损伤和疾病。
一些疗法，例如用于白血病患者的骨髓移植，目前已有限使用，其他疗法仍处于实验阶段。但总的来说，进展缓慢，干细胞研究一直受到一系列技术（更不用说道德）困难的困扰。
其中一个主要挑战是如何始终如一地让干细胞产生正确类型的子细胞。干细胞在决定成为特定细胞类型之前，会考虑广泛的变量。这包括它们接触到的化学物质和蛋白质、它们的密集程度，甚至它们的形状。宾夕法尼亚大学的 Adam Engler 和同事们现在可以在这个列表中添加另一项——它们所处的环境。
敏感的细胞
就像不听话的青少年一样，干细胞只有离开“家”才能发挥其真正潜力。一旦它们离开出生地并迁移到身体的其他新位置，它们才会转化为更特异的细胞类型。这些新环境可以是脑、肌肉和骨骼等截然不同的地方。
Engler 和他的同事们发现，这些新“家”的质地为游走的细胞提供了重要信息，告诉它们要产生哪种细胞类型。肌肉的弹性是骨骼的10倍，而脑组织的弹性更是骨骼的10倍。Engler 通过在不同稠度的胶原蛋白凝胶上培养 MSCs 来模拟这些特性，有些凝胶比其他凝胶更硬。
他发现，当细胞在类似于脑组织的柔软凝胶上生长时，它们会产生神经细胞（神经元）。而在更坚硬的、类似肌肉的凝胶上生长的细胞，则会产生肌肉生成细胞，即肌母细胞。在模拟骨骼的坚硬凝胶上生长的细胞，则会产生骨骼生成细胞，即成骨细胞。尽管细胞接触到的化学物质和蛋白质相同，但它们根据周围环境的弹性不同，却分化成了截然不同的细胞谱系。
干细胞是如何测量其环境的硬度的？Engler 认为答案很简单——它们会“拉”。每个细胞都有一个由细纤维组成的内部骨架，为它提供支撑（在右侧的图片中以白色显示）。这些纤维在特定点与细胞的外层接触，而细胞也在这些相同的点与环境接触。
通过沿着这些纤维施加张力，细胞可以感知其周围环境的弹性。这些信息通过一系列信使分子传递，并告诉细胞该选择哪条路径。看来，即使对于干细胞来说，决定也只在经历了一段“紧张”时期后才会发生。
干细胞环境的重要性可能对未来的研究产生重大影响。例如，用移植的干细胞治疗心脏病的尝试大多已失败。事实证明，很难让移植的细胞再生受损的心肌，而 Engler 的研究可能解释了原因。
将细胞注入受损的心脏是无效的，因为它们会被疤痕组织包围。为了获得最佳结果，必须仔细管理干细胞的新环境，为其发育提供适宜的条件。同样的道理也适用于医生希望利用干细胞来修复萎缩的肌肉或坏死的神经组织。
