研究简介
2024年，浙江大学医学院欧阳宏伟组在《Biomaterials》杂志上发表了题为“Gel microspheres enhance the stemness of ADSCs by regulating cell-ECM interaction”的论文。本研究探讨了凝胶微球培养系统（Gel Microsphere Culture System, GMCS）在间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）扩增和传递中的优势，特别是其对维持干细胞特性的影响。
图文赏析
本研究通过对比凝胶微球培养系统（GMCS）与传统的培养皿培养系统（Petri Dish Culture System, PDCS）对人间充质干细胞（hADSCs）的影响，发现GMCS能够更好地维持hADSCs的干细胞特性。具体来说，GMCS培养的hADSCs表现出更高的干细胞指数，其转录组轮廓更接近体内脂肪前体细胞（Adipose Progenitor Cells, APCs），而PDCS培养的细胞则倾向于分化为成熟细胞。
研究中，通过转录组和蛋白质组测序技术，研究人员发现GMCS培养的hADSCs在未分化状态下保持高干细胞特性，而PDCS培养的hADSCs则表现出更多的细胞分化和组织发育相关生物过程。此外，GMCS培养的hADSCs与APCs的转录组相关性更高，表明其干细胞特性更接近体内的干细胞状态。
在机制探索方面，研究发现细胞-细胞外基质（cell-ECM）相互作用在GMCS和PDCS中对干细胞特性的调节作用不同。在PDCS中，通过抑制细胞-ECM相互作用可以提高hADSCs的三系分化能力和集落形成能力，而在GMCS中，增强细胞-ECM相互作用则进一步提高了干细胞特性。这一发现提示了细胞-ECM相互作用在不同培养系统中对干细胞命运的调节作用可能存在差异。
在应用方面，研究人员通过GMCS和PDCS培养的hADSCs构建了双层支架，用于骨软骨再生。结果显示，GMCS组的双层支架在骨软骨再生效果上优于PDCS组。这可能与GMCS组支架中hADSCs的高细胞活性和组织特异性蛋白表达水平有关。
总之，本研究揭示了GMCS在维持hADSCs干细胞特性方面的优势，并通过调节细胞-ECM相互作用来实现。这些发现不仅增进了对凝胶微球在细胞培养和组织再生中应用的理解，而且为未来的生物医学研究提供了新的思路和方法。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122616
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