由于其多能性,人间充质干细胞(hMSCs)是干细胞治疗和组织再生的有用细胞来源。hMSCs的表型受其微环境的强烈影响,特别是细胞外基质(ECM),其组成和结构在调节干细胞转化中是重要的。相反,ECM的特性由hMSCs重塑,但hMSCs在基底外形刺激下对ECM重塑的机制尚不清楚。本研究中,通过分析纳米表面上ECM的数量和结构,检测了纳米形貌对hMSCs表达ECM蛋白的影响。
为了开发纳米工程的hMSC来源的ECM,我们使用UV固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)在盖玻片上制造纳米沟槽。然后,在纳米凝胶上培养hMSCs,并将完全汇合的细胞脱细胞。为了分析纳米形貌对hMSCs的影响,将hMSCs重新接种在纳米工程的hMSC衍生的ECM上。
在纳米形貌hMSC来源的ECM片内培养的hMSCs显示出与在无ECM的纳米凹槽表面上培养的ECM蛋白不同的表达模式。此外,改变了纳米工程ECM片上hMSC对ECM相关基因的表达模式。有趣的是,在纳米工程ECM片上,成骨相关ECM蛋白的基因表达被下调,而软骨发生相关ECM蛋白的基因表达被上调。
综上所述,该研究结果表明,纳米工程ECM影响hMSCs的表型特征,并且hMSCs可以在纳米结构ECM的存在下重塑其ECM微环境以指导分化成特定谱系。
原始出处:
Ozguldez HO, Cha J, et al, Nanoengineered, cell-derived extracellular matrix influences ECM-related gene expression of mesenchymal stem cells. Biomater Res. 2018 Oct 5;22:32. doi: 10.1186/s40824-018-0141-y. eCollection 2018.