在機體愈合形成新組織的過程中，細胞必須進行相互交流。多年以來，科學家們一直以為這種交流主要是通過化學信號實現的。現在Carnegie Mellon大學和Pittsburgh大學的研究團隊發現了新的“次元”，機械通訊的重要性絕不亞于化學通訊。這一成果發表在本周的美國國家科學院院刊PNAS雜志上，將有助于推動出生缺陷和癌癥的治療。

“這就像是19世紀科學家們發現電和磁其實是同一種力，”這項研究的領導者，Pittsburgh大學的副教授Lance Davidson說。“我們使用機械工程的工具和框架，研究了生物系統的作用機制。這些信息將幫助人們更好的干涉細胞通訊過程，并在此基礎上治療與組織生長有關的多種疾病。”

“我們構建的新工具讓我們能在細胞水平上分析機械過程，并由此回答了一個非常重要的生物學問題，”這項研究的另一位領導者，Carnegie Mellon大學的Philip LeDuc教授說。

研究人員開發了一個微流體控制系統，以極為緩慢的流速在非常小的區域（比如一小團細胞）輸送化學物質。他們推測，除了用化學信號彼此交流，胚胎或再生細胞也會用到機械過程（彼此推拉）來刺激和應答。

“要鑒定這樣的機械過程，我們必須能夠精確控制多細胞組織，”Davidson解釋道。舉例來說，直徑兩毫米的組織樣本就可能含有八千個細胞。研究人員通過微流體設備“觸碰”了三四個細胞，并通過高分辨率激光掃描顯微鏡進行觀察。

“我們的研究證實，機械過程對于系統通訊也絕對是重要的，”LeDuc說。當研究人員消除細胞之間的機械聯系時，細胞彼此交流的能力就會大幅下降。盡管細胞也通過化學信號進行交流，但機械聯系（細胞彼此的推拉）在信號傳輸中占主要地位。

這項研究將對組織再生研究產生重要的影響，比如胚胎發育、創傷愈合和癌癥生長。

“有些出生缺陷患者的心臟沒有正確形成，問題是我們要怎樣進行靶向治療，”LeDuc說。“這項研究使我們相信，存在一條影響組織發育的機械途徑，將能幫助細胞更好的彼此交流，治愈機體出現的問題。”