图1. 纤维支架产生的空间尺寸线索通过FAK-PI3K/AKT机械传导增强Ad-MSCs旁分泌功能促皮肤修复与再生的原理图。（a）具有不同股间距3D方格支架的制备和 Ad-MSCs 细胞行为调控示意图。(b）由空间尺寸线索诱导的 Ad-MSCs 的旁分泌信号促体内皮肤修复和再生。(c）空间尺寸线索触发FAK-PI3K/AKT轴的激活及其对Ad-MSCs旁分泌功能的影响。
生物材料拓扑结构的创新设计可通过机械转导调节细胞行为和功能，大大提高干细胞疗法的疗效。然而，特定拓扑结构衍生的空间尺寸线索如何指导细胞机械传导以调节间充质干细胞的旁分泌功能尚不明确。西北工业大学生命学院赵雯教授团队的研究表明，设计细胞尺度的空间尺寸线索，通过FAK-PI3K/AKT轴触发细胞内的机械激活，可显著增强间充质干细胞的旁分泌和再生功能。由机械激活诱导的Ad-MSCs旁分泌信号通过免疫调节和血管生成促进了皮肤的修复和再生。这是一种十分有前景的材料工程策略，有望为开发基于生物物理信号的生物活性材料提供新的启发。
图2. 具有不同股间距的3D方格支架的表征。（a）用于制备3D方格支架的熔融直写装置；（b）优化工艺参数的代表项目，包括(i) 加热温度、(ii) 空气压力、(iii) 工作距离、(iv) 电压和 (v) 收集器速度，以实现粗细均匀的直纤维；（c）支架的扫描电子显微镜图像；（d）方格支架单纤维表面的二维和三维原子力显微镜图像；（e）纤维直径统计；（f）支架的侧视图以表征厚度；（g）厚度统计；（h）水接触角变化的光学图像；（i）水接触角统计；（j）支架的应力-应变曲线；（k）支架的弹性模量。
赵雯，西北工业大学生命学院教授、博士生导师，目前主要研究方向：生物材料与仿生材料，干细胞与组织工程，纳米递药体系等。在Biomaterials、Journal of Materials Science and Technology、Acta Biomaterialia、Nano Research、Carbohydrate Polymers等期刊发表学术论文70余篇，获授权国家发明专利10余项。近年主持国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金、GF创新TQ项目、陕西省重点研发计划项目等科研项目10余项。
这项工作得到了陕西省重点研发计划（项目编号：2022SF-200）和苏州大学先进功能聚合物设计与应用江苏省重点实验室开放课题（项目编号：KJS2007）的资助。
