具有可调节刚度的生物活性和化学定义的水凝引导大脑有机体的形成,并调节大脑有机体中的多omics可塑性
Melis Isik1, Babatunde O Okesola2, Cemil Can Eylem3
1Stem Cell Research Lab, Department of Chemistry, Faculty of Science, Ankara University, Ankara 06560, Turkey.
Acta biomaterialia
|October 4, 2023
概括
研究人员开发了一种合成生物材料,模仿自然的细胞外基质培养大脑有机体. 这种新的水凝支架支持有机体的生长和发育,为疾病建模和再生医学提供了一个有希望的无动物替代方案.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 神经科学是一个神经科学.
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 有机器人为疾病建模和再生医学提供了巨大的潜力.
- 目前的有机体培养因缺乏合适的仿生基质而受到限制.
- 两性 (PAs) 为有机体发育提供了一个可调节的,类似于ECM的支架.
研究的目的:
- 开发一种合成的,生物教学性的水凝支架,用于培养大脑器官 (COs).
- 创建一个模拟细胞外矩阵 (ECM) 的可调节矩阵,以增强COs的诱导和生长.
- 为提供一种化学定义的,不含动物的替代品为Matrigel用于有机种植.
主要方法:
- 使用拉米因模拟PAS (IKVAV-PA) 和用铁氨酸功能化氨酸 (HA-Try) 制造两组合水凝.
- 通过控制的交叉连接密度调整水凝的刚度.
- 使用多组学技术 (转录学,蛋白学,代谢学) 来分析在水凝中培养的COs.
主要成果:
- 开发的水凝表现出可调节的刚度 (0.692.24 kPa).
- 用PA-IKVAV在软HA-Try水凝中培养的COs显示了与Matrigel培养的COs相比较的形态和生物分子特征.
- 多omics分析揭示了COs的诱导和增长,突出了神经诱导线索的影响.
结论:
- 在化学上定义,合成的含有类两类的水凝作为有效的生物教学ECM模仿器用于大脑有机体培养.
- 这种方法提供了一种安全,可复制和无动物替代动物衍生基因的替代方案.
- 开发的材料有望在基础和临床研究中推进有机体应用.
