通過調(diào)節(jié)水凝膠的可降解性調(diào)控神經(jīng)祖細(xì)胞的命運(yùn)發(fā)展
發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 作者：Giruy 分享到：
將神經(jīng)祖細(xì)胞（NPCs）遞送到神經(jīng)系統(tǒng)損傷部位是恢復(fù)神經(jīng)功能的一種很有前景的方法。NPC是一種多能細(xì)胞，可以分化成中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的成熟功能細(xì)胞類型，例如神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞。因此，NPC具有一種潛在**作用，可以通過移植以替換受損或患病的組織。NPC也將可溶性信號(hào)因子分泌到組織微環(huán)境中，用來調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)育和修復(fù)損傷后的組織。因此，移植的NPC也可以充當(dāng)“活體藥物倉(cāng)庫(kù)”，釋放出可以指導(dǎo)天然組織再生的化學(xué)因子。
任何基于細(xì)胞的療法中的主要挑戰(zhàn)是，確保細(xì)胞在增殖過程以及植入給患者后表現(xiàn)出預(yù)期的行為。基于具有可調(diào)節(jié)生化和生物物理特性的水凝膠的生物材料平臺(tái)可以在指導(dǎo)細(xì)胞命運(yùn)方面發(fā)揮重要作用。斯坦福大學(xué)的Sarah Heilshorn及其同事研發(fā)了一種由工程蛋白組成的水凝膠材料，該材料能夠同時(shí)調(diào)節(jié)其重要的材料特性，包括基質(zhì)剛度、細(xì)胞介導(dǎo)的降解性和細(xì)胞粘附性。在這些材料中培養(yǎng)NPC時(shí)，作者注意到響應(yīng)水凝膠降解性的細(xì)胞行為發(fā)生了**變化。如果NPC可以通過細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶降解并重塑水凝膠，則NPC會(huì)在數(shù)量上**增加，同時(shí)保留干細(xì)胞表型的標(biāo)志物的表達(dá)。相反，在難降解凝膠中的NPC不會(huì)產(chǎn)生明顯的增殖。
經(jīng)過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核大小和形狀的變化與基質(zhì)的可降解性相關(guān)，這表明可降解性的變化可以調(diào)節(jié)NPC存儲(chǔ)和訪問其遺傳信息的方式。在具有高可降解性的水凝膠中觀察到NPC具有的更大的核，同時(shí)干細(xì)胞中活性基因轉(zhuǎn)錄的特征性蛋白質(zhì)的標(biāo)記水平也更高。相反，低降解性水凝膠中的NPC具有較小的核，由無轉(zhuǎn)錄活性DNA的緊湊區(qū)域主導(dǎo)，這些DNA分部在核邊緣處。低降解性凝膠中的細(xì)胞還表現(xiàn)出支持核被膜的結(jié)構(gòu)蛋白表達(dá)的改變。這些變化通常是細(xì)胞靜態(tài)表型的特征，在此表型下細(xì)胞處于休眠狀態(tài)。盡管低降解性凝膠中的NPC不會(huì)分裂并且代謝活性低，但它們不會(huì)衰老，并且仍然具有活力并保留了神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白的表達(dá)，該神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白是指導(dǎo)神經(jīng)再生的可溶性因子。這些結(jié)果表明，細(xì)胞包裹的水凝膠材料可用于調(diào)控嵌入式NPC的命運(yùn)發(fā)展，這可能使得這些細(xì)胞在將來被用于不同的**方法。對(duì)于組織替代**法，具有高降解性的材料將允許大量的細(xì)胞培養(yǎng)并且分化為成熟的細(xì)胞類型。相反，對(duì)于天然再生**法，在低降解性材料中遞送的NPC可以作為促再生可溶性因子的來源。完整的研究結(jié)果發(fā)表在Advanced Healthcare Materials中。(DOI: 10.1002/adhm.202000754)
齊岳微信公眾號(hào)
官方微信
庫(kù)存查詢