灵感来自细胞外矩阵的多形态微球利用骨质性干细胞来招募和重编程相邻的干细胞,以实现骨再生的协同作用
Huixin Lv1, Yihan Wang2, Jingxia Chen2
1Department of Prosthodontics, Peking University School and Hospital of Stomatology, 100081 Beijing, China; National Center for Stomatology and National Clinical Research Center for Oral Diseases and National Engineering Research Center of Oral Biomaterials and Digital Medical Devices and Beijing Key Laboratory of Digital Stomatology and National Health Commission Key Laboratory of Digital Technology of Stomatology, 100081 Beijing, China; Institute of Advanced Clinical Medicine, Peking University, 100191 Beijing, China.
Journal of advanced research
|December 11, 2025
概括
生物仿真水凝微球模仿干细胞通信,以增强骨的形成. 这些材料引导骨质生殖易发生的细胞,然后这些细胞招募并转化附近的弱细胞,促进骨再生.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 成人干细胞具有由表观遗传调节影响的谱系特异化偏差.
- 骨质性干细胞可以在相邻的骨质性弱干细胞中招募和诱导骨质生成.
- 模仿细胞外基质 (ECM) 的生物模拟性支架可以增强这种细胞间级联.
研究的目的:
- 开发仿生矿化水凝微球 (bmGFMs),模仿骨质性干细胞有利于骨质性干细胞的ECM.
- 研究bmGFMs支持细胞生长和骨质生成的能力.
- 评估bmGFMs通过细胞通信增强内源性骨形成的潜力.
主要方法:
- 开发了使用微乳液和光交叉连接的仿生矿化 (甲基化凝) - 纤维素因子交叉连接的水凝微球 (bmGFMs).
- 利用纤维素素作为微球矿化体的生物模拟矿化模板.
- 研究了细胞招募,增殖和骨质分化 in vitro 和骨形成 in vivo.
主要成果:
- bmGFMs创建了一个分层的,骨诱导的ECM微观地形,具有有机-无机表面的组合.
- 来自bmGFMs的物理化学和机械信号优先吸引 osteogenic-prone干细胞,通过FAK/PKC/PI3K/Akt路径促进它们的骨质生成.
- 化细胞分泌了膜因子 (例如,SDF-1),招募和转化相邻的骨质性弱细胞,扩大骨质性来源.
- 在体内研究表明,bmGFMs引导了时空骨的形成,通过双细胞协同作用导致高密度的膜内骨化.
结论:
- 基于干细胞通信的仿生材料对于增强骨质生成具有重要意义.
- bmGFMs有效地模仿骨质产生倾向的干细胞利基,并为骨再生增强细胞间通信.
- 开发的bmGFMs为指导骨组织工程提供了一个有希望的策略.
