一种新的生物功能化和微型的PDMS能够促进拉伸诱导的人类肌管成熟

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 细胞机械生物学 细胞机械生物学
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 了解肌肉对机械应激反应的个体间变异性是有限的.
• 需要新的细胞培养支架来研究细胞机理上的机械应力对肌体原生细胞的机制.

研究的目的:

• 开发和验证一个实验室模型,用于将单轴机械应力应用于对齐的人类主要肌肉衍生细胞.
• 通过使用生物相容的支架,研究机械应激对肌体原生细胞行为的影响.

主要方法:

• 在可伸缩PDMS支上开发了一种生物相容的有机-无机可光结构混合材料 (OIPHM).
• 使用激光打印进行细胞对齐的微型图案PDMS与纵向微槽.
• 生物功能化了ECM衍生的支持,并对培养细胞施加了单轴机械应力.

主要成果:

• RGD功能化改善了细胞融合速率和肌管面积.
• 机械应力诱导了皮埃佐通道RNA表达的快速增加,并改变了肌原蛋白水平.
• 伸展促进了sarcomere的组织和成熟,由MHC和Titin的同地化证明.

结论:

• 开发的OIPHM-PDMS支架提供了一种标准化的方法,用于在体外对人类肌肉细胞施加单轴机械应力.
• 这种模型有助于描述在机械负荷下肌源性原生细胞行为的特征.
• 这些发现提供了关于控制肌肉适应机械应激的细胞机制的见解.