由于HSCs数量有限，限制了基于HSCs的疗法的广泛应用。现有的HSCs扩增系统尚未完全优化，尤其是在维持功能性异质性HSCs方面。提出了一种基于仿生微环境（biomimetic Microniche）的人类HSCs扩增策略，旨在通过模拟体内骨髓腔中的自然微环境来支持HSCs的维持和扩增。
研究简介
Microniche系统的HSCs扩增能力：
开发了一种基于仿生微环境的Microniche系统，用于HSCs的体外培养。通过扫描电子显微镜和荧光成像技术，确认了HSCs在Microniche支架内外的分布。流式细胞术分析表明，与对照组相比，Microniche系统能够显著增强CD34+, CD38−, CD45RA−, CD90+, CD49f+细胞群的扩增。此外，通过限制稀释异种移植实验，发现Microniche扩增的HSCs具有更高的人类HSCs频率，表明Microniche系统能够用于功能定义的人类HSCs的扩增。
功能性Mk偏向性HSCs的扩增：
进一步探讨了Microniche系统在扩增功能性Mk偏向性HSCs方面的能力。通过长期培养实验和流式细胞术分析，发现Microniche系统能够扩增Mk偏向性HSCs，并在体外和体内模型中验证了其扩增效果。这些结果表明，Microniche系统不仅能够维持HSCs的干细胞特性，还能够促进Mk偏向性HSCs的扩增。
Mk偏向性HSCs的免疫表型：
通过流式细胞术和单细胞RNA测序技术，对Mk偏向性HSCs的免疫表型进行了深入分析。他们发现，Mk偏向性HSCs富集在CD34+CD38−CD45RA−CD90+CD49flowCD62L−CD133+亚群中。这一发现对于理解人类Mk偏向性HSCs的免疫表型具有重要意义，并可能有助于改进HSCs移植中Mk系重建的效果。
细胞因子环境对Mk偏向性HSCs扩增的影响：
通过RNA测序和基因集富集分析，发现Microniche培养的细胞中，与细胞因子和干细胞特性相关的基因集得到了富集。此外，通过Luminex液体悬浮芯片检测，发现Microniche培养介质中细胞因子的浓度高于对照组，表明Microniche系统能够模拟人体内骨髓微环境的细胞因子环境，这对于Mk偏向性HSCs的扩增至关重要。
仿生支架对HSCs扩增的贡献：
还探讨了Microniche的生物模拟结构对HSCs扩增的贡献。通过比较不同微载体的物理参数与骨髓微环境的相似性，发现Microniche在模拟骨髓微环境的物理结构方面表现最佳。进一步的实验表明，Microniche培养的细胞在细胞因子分泌方面表现出独特的特征，这可能有助于Mk偏向性HSCs的扩增。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-023-37954-3
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