骨骼肌结缔组织(MCT)围绕肌纤维束提供结构支持,产生肌腱的力传导,并在肌肉再生过程中调节卫星细胞分化。由MCT内分层的肌纤维组成的工程肌肉组织尚未开发。鉴于此,哈佛大学医学院Su Ryon Shin等人介绍了一种生物工程策略,通过开发干细胞命运控制生物材料来创建MCT层状肌纤维,该生物材料在单个构建中以局部控制的方式实现肌发生和成纤维细胞分化。
本文要点:
1)研究了转化生长因子β1(TGF-β1)及其抑制剂以及3D基质刚度在实现MCT成纤维细胞和肌纤维从人诱导多能干细胞(hiPSC)衍生的近轴中胚层共分化中的相互作用。为了避免肌源性抑制,将TGF-β1偶联在明胶水凝胶上,以局部控制成纤维细胞的数量;TGF-β1在2周后降解,导致MCT特异性细胞外基质(ECM)生成增加。
2)利用光刻和同轴湿纺技术精确控制肌纤维和成纤维细胞的位置,从而在3D结构中形成MCT层状功能性肌纤维。这种先进的工程策略被设想为获得用于各种生物医学应用的仿生人类肌肉移植物的可能方法。
参考文献:
S. Han, M. C. Lee, A. Rodríguez-delaRosa, J. Kim, M. Barroso-Zuppa, M. Pineda-Rosales, S. S. Kim, T. Hatanaka, I. K. Yazdi, N. Bassous, I. Sinha, O. Pourquié, S. Park, S. R. Shin, Engineering Stem Cell Fate Controlling Biomaterials to Develop Muscle Connective Tissue Layered Myofibers. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2304153.
https://doi.org/10.1002/adfm.202304153