2020年《Nature》水凝胶5篇文摘回顾(2)

【Paper 4】

在过去的二十年中，大量的研究确定了细胞外基质(ECM)的弹性或刚度会影响细胞的基本过程，包括扩散，生长，增殖，迁移，分化和类器官的形成。线性弹性聚丙烯酰胺水凝胶和涂有ECM蛋白的聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体被广泛用于评估刚度的作用，这种实验的结果通常被认为可再现体内细胞经历的机械环境的影响。但是，组织和ECM并非线性弹性材料，它们表现出更为复杂的机械行为，包括粘弹性(对载荷或变形的时间依赖性响应)以及机械可塑性和非线性弹性。8月，斯坦福大学Ovijit Chaudhuri，昆士兰大学Justin Cooper-White，宾夕法尼亚大学Paul A. Janmey、Vivek B. Shenoy，哈佛大学David J. Mooney五位细胞力学和生物材料专家大佬合作在《Nature》上发布了题为“Effects of extracellular matrix viscoelasticity on cellular behaviour”的综述文章，他们回顾了组织和ECM的复杂力学行为，讨论了ECM粘弹性对细胞的影响，并描述了粘弹性生物材料在再生医学中的潜在用途。最近的工作表明，基质粘弹性调节这些相同的基本细胞过程，并且可以促进在二维和三维培养微环境中用弹性水凝胶观察不到的行为。这些发现提供了对细胞-基质相互作用以及这些相互作用如何差异调节细胞中机械敏感分子途径的见解。此外，这些结果提出了下一代生物材料的设计指南，其目标是使组织和ECM力学相匹配，以用于体外组织模型及其在再生医学中的应用。参考:doi.org/10.1038/s-020-2612-2。

【Paper 5】

9月，瑞士洛桑联邦理工学院Matthias P. Lutolf教授团队在《Nature》上发表了题为“Homeostaticmini-intestines through scaffold-guided organoid morphogenesis”的论文。该文论述了通过支架引导产生类器官形态发生，实现迷你小肠的构建。为了使肠类器官塑造出其特有的隐窝和绒毛结构的形态。作者制备了一种支架，该支架可渗透气体，营养物和大分子，从而促进肠道干细胞(ISC)的有效粘附，增殖和分化。并且该支架足够坚硬，可以用作将ISC的增长限制为预定形状的物理障碍。之后在小鼠模型上进行验证，作者将水凝胶(I型胶原和基质凝胶)合成物整合到一个可灌注的平台上，以生成一个混合微芯片系统，该系统由一个弹性设备组成，该设备带有一个用于水凝胶装载和随后的类器官培养的中心腔，两侧是一对(入口和出口)储器，用于细胞装载和腔内灌注，以及通过水凝胶为组织的基底侧提供介质和生长因子。参考:doi.org/10.1038/s-020-2724-8

文章来源：《中国农业文摘农业工程》 网址: http://www.zgnywznygc.cn/zonghexinwen/2021/0214/601.html