基于无机材料-细胞微环境互作的类器官构建策略2025-04-27 08:39:15
利用特定细胞的仿生排列和MS纳米球的生物活性，3D多细胞微图案化支架能调节血管内皮细胞和真皮细胞间的相互作用，在体外表现出优异的毛囊形成和血管生成，最终在皮肤重建过程中促进了毛发再生。生物活性离子通过调控细胞培养微环境进而能够调控不同细胞之间的相互作用。Si离子可以通过刺激过氧化物酶体增殖物激活受体γ和CCAAT/增强子结合蛋白α等脂肪形成分化相关蛋白的表达来增强MSC的成脂分化。此外，Si离子可以增强血管生成和脂肪生成，并通过调节MSC来源的脂肪细胞与人脐静脉内皮细胞之间的相互作用来抑制脂肪细胞的去分化。总之，无机活性材料提供了细胞之间相互作用所需要的理化信号，有利于类器官的发育。体内微环境是调节细胞行为的基础。细胞通过黏附来感知外部环境，这对细胞的行为至关重要。例如，通过体液中的离子吸收和交换，使得富硅凝胶层的表面形成羟基碳酸盐-磷灰石层。富硅凝胶层和HCA层均具有高表面积，能够吸附大量生物分子，从而促进细胞外反应。细胞黏附到基质材料后，细胞感应是由吸附在底物上的蛋白质层介导。因此，蛋白质吸附过程也是细胞-基质相互作用的重要部分。影响蛋白质吸附的因素较多，包括温度、pH、静电效应以及材料的疏水性等。
无机活性材料已被证实能够改变基质材料的多种理化特性，对蛋白质的吸附能够产生积极的作用。此外，无机活性材料提供的理化信号能够改变基质材料的一些特性，进而调控细胞与基质之间的黏附，影响细胞行为。有研究显示基质的软硬程度能够影响细胞黏附因子的表达水平。在前文的分析中，已经表明无机材料CS纳米线的加入能够影响GelMA水凝胶基质的软硬程度，因此，无机活性材料提供的物理信号有望通过调控基质的机械特性，从而调控细胞的黏附。
出自《无机活性材料在类器官研究领域的应用》作者:马文平，韩雅卉，吴成铁.
