提起
类器官,想必大家都不会感到陌生,作为一种衍生自再生医学的新兴技术,类器官自问世起就备受医学界人士青睐,并在医学研究领域得到了广泛应用。不过,现阶段有关类器官培育基质的研究尚处于初期阶段,相关材质研究仍有待有志之士着手推进。
再生医学网获悉,近日,来自上海硅酸盐研究所的吴成铁和吕宏旭团队开发出一种由硅酸盐生物活性陶瓷硅酸钙(CS)纳米线等组成的复合水凝胶,可用于类器官培育。相关成果发表在Materials Horizons上。
据悉,该团队开发出由
硅酸盐生物活性陶瓷硅酸钙(CS)纳米线和甲基丙烯酸明胶(GelMA)组成的复合水凝胶,通过添加一定比例的基质胶进行优化,可使其成为培养肠道和肝脏类器官的基质材料。
这一复合水凝胶对类器官的生长和功能化具有促进作用,同时,CS纳米线释放的生物活性离子对维持干细胞稳态和自我更新至关重要,证实了生物陶瓷材料在类器官培养中的应用潜力。
研究发现,由于CS纳米线释放的生物活性离子以及纳米线对
水凝胶基质机械强度的调控作用,CS/GelMA复合水凝胶支持小鼠肠道类器官的生长和发育。
此外,研究显示,CS纳米线释放的生物活性离子能够促进肠道类器官发育的关键信号通路Wnt/β-catenin传导,并提高葡萄糖吸收和ATP代谢活性,成为CS纳米线促进类器官发育的关键机制。
进一步,该工作证明了CS/GelMA复合水凝胶能够支持小鼠肝脏类器官的发育以及培养出的肝脏类器官表现出与正常小鼠肝脏相似的结构和功能特征,表明该水凝胶在类器官培养中具有一定的适用性。
该研究制备了可用于支持肠道和肝脏类器官生长发育的硅酸盐复合水凝胶,探讨了硅酸盐活性材料促进类器官生长和功能化的作用与生物学机制,为以硅酸盐为代表的
生物陶瓷材料在类器官研究的应用奠定了基础。
类器官通过模拟人类真实器官,能够帮助人们更好地认知器官的发育过程及相关机制,除此之外,类器官在医药研发领域也别具优势,与传统动物实验相比,类器官由于更接近人体真实器官,所以精准度更高。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,相信将进一步提高我国类器官技术的发展水平。