白癜风应如何治疗 http://www.yqyywdj.com/m/Lab快讯
近日，茵梓副教授团队在高水平学术期刊Biomaterials（中科院一区,生物材料领域排名1/38）上发表题为“3Dprintingofchemical-empoweredtendonstem/progenitorcellsforfunctionaltissuerepair”的研究论文。
肌腱干细胞作为肌腱特异性来源的干细胞，有望作为理想的种子细胞促进肌腱修复和再生。然而，肌腱干细胞在体外培养过程中很容易丢失表型，目前尚缺乏适合肌腱干细胞在体外扩增过程中维持表型和定向分化的培养体系。生物活性因子作为培养基的添加成分，广泛用于干细胞分化调控和组织工程领域，我们团队前期也建立了基于生长因子的肌腱干细胞分步诱导培养体系（StemCellTranslMed;5:–）。但利用生长因子进行分阶段诱导的策略具有一定的局限性，低稳定性与高昂的价格一定程度限制其广泛使用，同时存在细胞向骨系、软骨系分化的风险趋势。基于小分子药物易于合成、保存和质量控制的优势，以及在诱导细胞分化、转分化和调控细胞命运方面应用的巨大潜力，该研究建立了分阶段诱导肌腱干细胞分化的小分子策略，并结合3D打印技术实现了在体内肌腱损伤修复的应用。
首先，该研究利用高内涵细胞成像分析系统，根据肌腱特异转录因子Scx-GFP报告系统和DAPI染色指标对FDA药物库和生物活性库中的种小分子进行高通量筛选，通过多轮筛选验证，获得促进肌腱干细胞体外扩增的6种小分子和促进肌腱干细胞表型维持的9种小分子（图1）。根据小分子靶点分析及现有文章数据显示，部分小分子有细胞*性或作用通路存在重叠，进一步研究保留了维持表型的4种小分子（M1-M4）。随后，通过高通量单细胞qPCR对4种单个小分子（M1-M4）、5种组合（C1-C5）和6种小分子（S1-S6）应用于肌腱干细胞培养的增殖相关基因、表型相关基因和骨系、脂系、软骨系基因的表达水平进行了全面评估。最终获得促进肌腱干细胞体外扩增的最佳小分子S5（TacrineHCI），获得表型维持并启动腱系分化的最佳小分子组合C1（CP+卵磷脂+AZD,），并进一步进行了浓度的优化和腱系特异蛋白的表达验证。综合以上证据，该研究确立了肌腱干细胞分阶段腱系诱导策略，第一步利用小分子促进细胞增殖，第二步利用小分子组合进行腱系分化诱导，实现分阶段诱导肌腱干细胞定向肌腱系分化。最后，该研究将小分子分阶段腱系诱导的肌腱干细胞与仿生凝胶一同借助3D打印技术构建组织工程肌腱，并通过体内异位肌腱再生和原位肌腱修复实验证明了小分子鸡尾酒培养的肌腱干细胞在肌腱再生修复应用中的可行性和有效性。
图1.高通量筛选获得促进肌腱干细胞体外扩增的6种小分子和促进肌腱干细胞表型维持的9种小分子
本研究创建的肌腱干细胞小分子分阶段腱系诱导策略，有利于进一步明晰腱系分化的分子调控机制，推动肌腱干细胞的转化应用，为临床干细胞治疗或新药选择提供实验基础和思路，具有广阔的临床应用前景。
本文第一作者为硕士张艳杰、博士生雷庭筠和博士生唐陈琪，通讯作者为浙江大学茵梓副教授和沈炜亮副教授，本研究得到科技部国家重点研发计划（YFA）、国家自然科学基金（）和浙江省自然科学基金（LR20H）的支持。
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