类器官培养中细胞外基质的关键作用2025-03-20 08:41:54
类器官是由干细胞或器官祖细胞发育而来的，通过细胞分选和空间限制的谱系承诺，以类似于体内的方式进行自我组织的器官特异性细胞类型集合，被广泛用于建模和研究组织发育、稳态和再生。类器官的3D培养高度依赖于对细胞外环境的精确模拟，其中细胞外基质的模拟是至关重要的一环。细胞外基质由胶原蛋白、非胶原蛋白糖蛋白、弹性纤维和蛋白聚糖等组成，为细胞提供生化线索和结构支持，模拟重现干细胞生态位，维持干细胞特性，参与调控细胞的发育和形态发生，是类器官3D培养的重要组成部分。目前，用于类器官培养的细胞外基质主要包括基底膜提取物和脱细胞基质以及正在发展的水凝胶。基底膜基质是目前应用最广泛的类器官培养基质，来源于Engelbreth-Holm-Swarm小鼠肉瘤中提取的基底膜细胞外基质，这种产生基底膜的肿瘤提取物被开发为基质胶产品Matrigel及BME凝胶等。基质胶是一种重组的基底膜制剂，主要成分是层黏连蛋白、IV型胶原蛋白、硫酸肝素蛋白聚糖、巢蛋白等。基质胶具有多种生物学功能，已广泛应用于细胞的3D培养，癌细胞的形态学、克隆性、侵袭、休眠分析，血管生成试验以及异种移植等研究。但是基质胶是动物来源，存在异种化合物和残留生长因子，具有潜在抗原性，不同批次基质胶在成分和机械性能上有差异性，更重要的是基质胶的成分定义不明确，这让类器官在临床转化及实验操作等应用上具有很大局限性。
脱细胞基质指的是去除细胞和免疫原分子的天然细胞外基质，这种基质保留了关键细胞外基质分子，包括一些结构蛋白、糖胺聚糖和小分子，已有的细胞外环境有利于细胞生长和分化。除类器官培养外，脱细胞基质已在生物支架技术研究、体外细胞培养系统、生物墨水和促进各种损伤组织的修复方面应用。
出自《支持类器官培养的工程化水凝胶研究进展》作者:陈子然，黄容，李鹏宇.
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