骨骼肌結締組織(MCT)圍繞肌纖維束提供結構支持,產生肌腱的力傳導,并在肌肉再生過程中調節衛星細胞分化。由MCT內分層的肌纖維組成的工程肌肉組織尚未開發。鑒于此,哈佛大學醫學院Su Ryon Shin等人介紹了一種生物工程策略,通過開發干細胞命運控制生物材料來創建MCT層狀肌纖維,該生物材料在單個構建中以局部控制的方式實現肌發生和成纖維細胞分化。
本文要點:
1)研究了轉化生長因子β1(TGF-β1)及其抑制劑以及3D基質剛度在實現MCT成纖維細胞和肌纖維從人誘導多能干細胞(hiPSC)衍生的近軸中胚層共分化中的相互作用。為了避免肌源性抑制,將TGF-β1偶聯在明膠水凝膠上,以局部控制成纖維細胞的數量;TGF-β1在2周后降解,導致MCT特異性細胞外基質(ECM)生成增加。
2)利用光刻和同軸濕紡技術精確控制肌纖維和成纖維細胞的位置,從而在3D結構中形成MCT層狀功能性肌纖維。這種先進的工程策略被設想為獲得用于各種生物醫學應用的仿生人類肌肉移植物的可能方法。
參考文獻:
S. Han, M. C. Lee, A. Rodríguez-delaRosa, J. Kim, M. Barroso-Zuppa, M. Pineda-Rosales, S. S. Kim, T. Hatanaka, I. K. Yazdi, N. Bassous, I. Sinha, O. Pourquié, S. Park, S. R. Shin, Engineering Stem Cell Fate Controlling Biomaterials to Develop Muscle Connective Tissue Layered Myofibers. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2304153.
https://doi.org/10.1002/adfm.202304153