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细胞在三维水凝胶中的运动，如扩散、迁移和体积扩张，可以在数小时内导致长期的细胞变化，如分化和疾病发展。最近发现的“细胞翻滚”现象，即细胞在几分钟内的快速运动和水凝胶变形，影响MSC向软骨细胞的分化，并可能在其他分化过程中发挥作用。这篇文章主要探讨了细胞翻滚（cell tumbling）这一新发现的细胞行为，以及它如何影响间充质干细胞（MSC）在三维水凝胶环境中的软骨形成。 增强的MSC软骨形成与细胞翻滚有关： 研究表明，细胞翻滚行为能够增强MSC向软骨细胞的分化。 
增强的 MSC 软骨形成与三维空间中分钟级的细胞翻滚有关。
细胞翻滚是一种在滑动水凝胶中发生的分钟级别的整体细胞运动，表现为三维细胞动态和水凝胶变形。
翻滚与增强的亚细胞动力学有关： 细胞翻滚与细胞骨架和核的秒到分钟级别的高度动态有关。 通过追踪水凝胶中嵌入的荧光珠子的位移，发现细胞翻滚伴随着显著增强的分钟级别的细胞外基质变形。 
细胞翻滚与 MSCs 中秒至分钟级细胞骨架和核动力学增强有关。
翻滚驱动机制增强MSC软骨形成： 研究抑制或促进MSC的细胞翻滚，发现这种行为调节成软骨细胞的分化。 细胞翻滚与全局染色质可及性的降低有关，这对于增强的分化是必需的。 
早期细胞翻滚对于增强三维 MSC 软骨形成至关重要。
翻滚与染色质状态受抑制有关： 细胞翻滚与异染色质形成有关，这在MSC的早期阶段是增强软骨形成所必需的。 通过ATAC-seq实验，发现细胞翻滚与基因组区域可及性的总体降低有关。 
细胞翻滚与抑制的整体染色质状态有关，而这种状态是增强三维 MSC 软骨形成所必需的。
翻滚可通过PLA2信号传导调节MSC软骨形成： 细胞翻滚与增强的核拉伸和PLA2信号传导有关，这可以通过PLA2抑制剂和ARA（花生四烯酸）的补充来调节。 抑制PLA2或补充ARA可以调节细胞翻滚和MSC的软骨形成。 
细胞翻滚与增强的核拉伸和 PLA2 信号传导有关，可以通过调节这些信号来增强 MSC 软骨形成。
细胞翻滚发生在三维空间中的各种场景中： 细胞翻滚不仅在软骨形成中发生，还在MSC的成骨和成脂过程中观察到。 细胞翻滚在多种常用的3D可降解和粘弹性水凝胶平台上发生，表明这是一种在多种细胞类型中普遍存在的物理行为。 
细胞翻滚与三维中向其他谱系的增强分化有关，并且发生在各种水凝胶平台中。
这里我们报道了一种以前未知的细胞行为，称为细胞翻滚，涉及局部包含的分钟级全细胞运动，这种运动会使细胞周围 ECM 物理变形并调节长期分化结果。我们的研究强调了翻滚增强分化涉及多个时间尺度的事实：（1）秒到分钟尺度上发生的快速细胞翻滚和细胞骨架和核动力学；（2）诱导最初几天内这些关键相互作用的时间和持续时间，随后会调节长期干细胞分化。因此，对秒到分钟尺度的细胞-ECM 相互作用的早期控制可以关键地调节长期细胞命运。虽然我们的研究重点是 MSCs 和软骨形成，但翻滚增强分化的生物学原理和时间尺度可能广泛应用于增强干细胞分化和调节各种组织再生或疾病进展环境中的其他细胞命运。
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