现有的临床细胞疗法中，由于缺乏有效的培养基质来生产hNSCs，限制了其应用。动物源性基质可能导致病毒传播和免疫反应，因此，研究报告了在医用级几丁质（chitosan）制成的多孔支架中，hNSCs的扩增情况，并研究了几丁质支架的浓度、组成、机械和结构特性对hNSC更新的影响，以确定调节hNSCs多能性维持的材料特性。
研究简介
3D几丁质支架对hNSCs扩增的影响：
研究结果表明，高浓度的几丁质支架有利于细胞粘附和增殖，并丰富了多能细胞群体，同时抑制了已分化细胞群体的生存。这一发现是通过对比不同浓度几丁质支架（6CS、4CS、2CS、1CS和0.5CS）对hNSCs行为的影响得出的。通过转录组和蛋白质组分析表明，3D微环境诱导了跨膜受体和与细胞骨架相关的蛋白质的变化，这些变化支持了hNSCs的代谢活动，从而支持了自我更新。
几丁质支架的物理特性对hNSCs行为的影响：
研究中还探讨了支架的物理特性，如弹性模量、孔隙率和肿胀比，对hNSCs的影响。结果显示，随着几丁质浓度的增加，支架的弹性模量增加，这与细胞粘附和增殖的提高相关。此外，支架的微结构稳定性在细胞培养介质中得到了保持，表明这些支架适合长期培养应用。
几丁质支架与hNSCs的相互作用：
研究还发现，纯几丁质支架在支持hiPSCs和hNSCs扩增方面具有巨大潜力。与CHA（几丁质-透明质酸）支架相比，纯几丁质支架在维持hiPSCs的多能性方面更为有效。这可能是由于纯几丁质支架促进了半球形细胞群体的形成，并改变了代谢途径，如增加SMAD信号通路，从而维持多能性和增殖。
几丁质支架的生物相容性和功能性：
几丁质作为一种生物相容性材料，已被广泛应用于多种组织的再生，包括骨、软骨、皮肤、神经和心血管组织。本研究表明，几丁质支架不仅支持hNSCs的扩增，还促进了这些细胞的代谢活动，这对于神经干细胞的自我更新至关重要。
几丁质支架的临床应用潜力：
研究讨论了纯几丁质支架在临床应用中的潜力。由于几丁质的生物相容性和可调性，它可以被调整以实现所需的化学和结构特性，以支持其他类型的干细胞的更新。此外，几丁质支架的简单、可扩展的生产过程，为成本效益高的hNSCs生产提供了可能。
几丁质支架与现有技术的比较：
与现有的3D培养基质相比，如Matrigel、Geltrex等，几丁质支架提供了一种成本效益高、易于质量控制、标准化和可扩展的替代方案。这些特性使得几丁质支架在符合当前良好生产规范(cGMP)的生产条件下具有可行性。
综上所述，本研究成功地展示了纯医用级几丁质制成的3D多孔支架能够在化学定义的条件下支持hNSCs的扩增和自我更新。这些支架不仅提供了一个有利于细胞粘附和增殖的微环境，还通过其物理特性和生物相容性，促进了hNSCs的代谢活动和自我更新。这些发现为开发新的临床细胞疗法提供了有价值的见解，并为未来的研究和应用奠定了基础。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.08.014
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