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生物材料支架在间充质干细胞三维培养中的应用2025-12-01 08:54:33

除了球体培养增加细胞间通讯功能外,运用天然和合成生物材料构建细胞支架可以更好地模拟间充质干细胞在体内的环境。通常采用的生物材料都是高度可调、均质和无细胞的材料,并且具有高的批次间一致性,可使间充质干细胞的生产更加规范。常用的支架材料有琼脂糖、胶原、纤连蛋白、明胶、层粘连蛋白和玻连蛋白,特定类型的基质或支架适合于对培养细胞引发特定类型的形态学和生理学改变。

Ⅰ型胶原是三维培养系统中常用的基质,具有易于处理、低成本和活细胞操作灵活性等优势。多孔明胶材料为干细胞在悬浮培养中提供黏附位点,从而促进细胞增殖和分化。有研究团队开发出一种名为Nichoid的微结构支架,能够使间充质干细胞保持更高水平的干性,而无需添加外源性因子。使用偏二氟乙烯薄膜培养物对间充质干细胞进行干预,可以在保持干性的同时进行高效、直接的抗衰老扩增,在大规模生产间充质干细胞方面具有巨大潜力。
 
培养基的选择也至关重要,不同的血清类型及浓度也可影响体外间充质干细胞的分离、扩增和分化。传统的间充质干细胞培养方案依赖于体积分数10%胎牛血清促进细胞黏附并提供必需的营养和生长因子,然而,使用动物血清可能会带来异种污染、病毒、朊病毒、细菌感染的风险并引起批次间差异。因此,近年针对人间充质干细胞扩增的培养基配方通常采用无血清培养基,通过在培养基中额外添加细胞因子促使间充质干细胞体外生长,此方法旨在减少变异性,增强可追溯性。另有研究表示含有血清的培养基能为间充质干细胞提供与体内更相似的微环境,并指出含有原始组织的培养基能更好地保持间充质干细胞的干性,但想要规范化生产人间充质干细胞,未来的方向仍然是无血清培养。
 
出自《改善间充质干细胞体外培养效率的策略分析》作者杨羽茜,徐丹,刘忠山 。