Клеточная биология
Идентичность, судьба и коммуникация клеток
Деление, дифференцировка, миграция и ответ на повреждение составляют основу репарации. Стволовые и прогениторные клетки различаются потенциалом самообновления и влияют на ткани через дифференцировку, контакт и паракринные сигналы.1
Биология развития
Повторное использование программ формирования тканей
Сигнальные пути Wnt, Notch, Hedgehog, BMP и TGF-β регулируют развитие и гомеостаз. Эффект зависит от времени, дозы и клеточного контекста; нарушение регуляции может усиливать фиброз или опухолевый рост.2
Иммунология и сосудистая биология
Разрешение воспаления и восстановление кровоснабжения
Иммунные клетки очищают повреждённую ткань и координируют репарацию, но длительное воспаление поддерживает хроническое повреждение и фиброз. Для регенерации необходимы кислород и питание, поэтому важны ангиогенез и ремоделирование микроциркуляции.3
Биоматериалы и точная биология
Инженерия регенеративной среды
Каркасы, матриксы и гидрогели обеспечивают структуру и доставляют сигналы. Одноклеточные и пространственные методы выявляют состояния клеток и тканевые ниши, связанные с восстановлением или заболеванием.1
Биология матрикса
Внеклеточный матрикс и механобиология
Клетки воспринимают жёсткость, геометрию и механическую нагрузку матрикса через адгезионные комплексы и цитоскелет. Эти сигналы регулируют выживание, миграцию, выбор клеточной судьбы и фиброз; поэтому биоматериал является активной биологической средой, а не инертным носителем.2
Регенерация также зависит от метаболизма. Доступность кислорода, состояние митохондрий, окислительно-восстановительный баланс и использование питательных веществ определяют поведение иммунных и стволовых клеток.