网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

《Small》马里兰大学何晓明:透明质酸的核壳水凝胶

0
分享至

【介绍】

人类诱导多能干细胞 (iPSC) 是开发个性化医疗的理想选择。然而,人类 iPSC 在传统 2D 和 3D 培养下的自发分化会导致显着的异质性和质量受损。因此,迫切需要一种有效分离和扩增高质量人类 iPSC 的方法。

【摘要】

最近,马里兰大学何晓明教授团队报道了一种用于分离和培养高质量人类 iPSC 的仿生微囊化方法。这是受卵裂球自然增殖和发育成早期囊胚的启发,其中包含早期胚胎干细胞的核心被封闭在称为透明带(Zona) 的半透水凝胶壳中。类卵裂球簇状人类 iPSC 簇被封装在微型(≈10 纳升)富含透明质酸 (HA) 的微胶囊核心中,具有半透性的带状水凝胶壳,随后培养形成多能人类 iPSC 球体,质量显着提高。这由它们的多能性标志物的高表达和高效的 3D 心脏分化表明。特别是,发现HA 对于用仿生核壳微囊化培养分离高质量的人类 iPSC 至关重要。有趣的是,即使在 2D 中再次培养后,分离出的人类 iPSC 仍能保持高多能性。这些发现和仿生培养方法可能对促进基于人类 iPSC 的个性化医疗很有价值。相关论文以题为Bioinspired 3DCulture in Nanoliter Hyaluronic Acid-Rich Core-Shell Hydrogel MicrocapsulesIsolates Highly Pluripotent Human iPSCs发表在《Small》上。

【图文导读】

图1 一种用于分离和培养高质量人类 iPSC 的仿生微囊化方法。a)在早期胚胎发育期间,在雌性生殖系统中孵化和植入之前,卵裂球的小簇/聚集体增殖成透明带 (Zona) 中的多能内细胞团 (ICM) 的示意图。自然的多步骤程序(在虚线框中)涉及一个微型化的纳升微环境,其中卵裂球在 3-5 天内生长并发育成多能 ICM。b) 用于分离和培养高度多能人类 iPSC 的仿生微囊化方法的示意图。一个“卵裂球样”人类 iPSC 簇被封装在一个“Zona 样”核壳微胶囊中并培养 4 天,以产生高度多能性的“ICM 样”人 iPSC 球体。细胞从微胶囊中释放出来(“孵化出来”)以供进一步使用。c) 使用仿生微囊化方法分离和生产高质量人类 iPSC 的实验设计(带时间线)说明。相差图像显示了来自传统 2D 培养(左)的自发分化的人类 iPSC 的代表性形态,以及在微型化培养 4 天后将其从微胶囊中释放出来后,从仿生微囊培养中获得的高质量人类 iPSC 的形态,然后是从第 4-7 天(右)在 2D 中进一步培养 3 天。

图2 人类 iPSC 簇在类似 Zona 的核壳微胶囊中的微胶囊化。a)显示非平面微流体装置中的入口和微通道系统的草图(左)以及在流动聚焦连接处形成人类 iPSC 簇负载核壳微胶囊的示意图(右)。b)实时图像显示核心溶液中的人类 iPSC 簇,在非平面装置的流动聚焦结处被壳(即海藻酸钠)溶液包围。c)代表性图像显示“类卵裂球簇”人 iPSC 簇、空的“类带状”核壳微囊,以及类带状微囊中人 iPSC 簇的仿生微囊化。d)显示每个集群中人类 iPSC 数量分布的直方图。e)通道尺寸,包括微流体装置的宽度 (W) 和深度 (D),以及本研究中用于生产 Zona 样核壳微胶囊的流速。f)微胶囊的核心和总尺寸(直径)以及封装在类似 Zona 的核壳微胶囊中的人类 iPSC 簇的示意图。g,h)代表性图像(g)以及微胶囊(h)的核壳(即整体)尺寸,显示了在指定核流速下微胶囊的可调核尺寸。

图3 仿生微胶囊核心中人类 iPSC 簇的增殖。

图4 仿生培养分离并产生高度多能的人类 iPSC 球体。

图5 来自仿生培养的人类 iPSC 在转移到 2D 培养后保持高多能性。

【总结】

团队展示了“卵裂球簇样”人类 iPSC 簇在 ≈10 nL 富含 HA 的微胶囊水凝胶核心中的封装,具有“Zona 样”半透水凝胶壳,用于分离/纯化和培养高度多能性人类iPSC。数据不仅显示了核壳结构的关键作用,而且还显示了将 HA 包含在纳升大小的核心中用于分离和培养人类 iPSC 的关键作用。发现人类 iPSC 的常规 3D 悬浮培养与单个簇/球体的融合有关,这保持了 2D 培养的人类 iPSC 之间的异质性。相比之下,在富含 HA 的微胶囊核心的微型 3D 微环境中,细胞的仿生微囊化和“仅增殖”生长从异质 2D 培养的人类 iPSC 簇中分离并扩展了高质量的人类 iPSC。因此,微囊化的人类iPSC簇可以在约4天的微型化培养中增殖成微囊内的“ICM 样”球体,这与 2-16 个细胞阶段卵裂球簇生长成 ICM 的时间相似(3 –5 天)自然存在于人类的女性生殖系统中。此外,与来自传统 3D 悬浮培养的人 iPSC 相比,在早期胚胎样微囊内培养的人类 iPSC 具有显着更高的多能性标记表达和 3D 心脏分化为跳动心肌细胞的能力。总的来说,人类 iPSC 仿生 3D 微囊化培养能够从 2D 培养的典型异质人类 iPSC 群体中分离出高度多能性的人类 iPSC,这对于获得高质量的人类 iPSC 以促进基于人类 iPSC 的个性化成功是非常宝贵的。疾病建模和再生医学

参考文献

doi.org/10.1002/smll.202102219

版权声明:高分子材料科学」旨在分享学习交流高分子聚合物材料学等领域的研究进展。编辑水平有限,上述仅代表个人观点。投稿,荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注!

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

/阅读下一篇/

7月18日*贵阳市“第四届全国生物质高值化应用与前沿材料开发学术论坛”

返回网易首页 下载网易新闻客户端
相关推荐
热点推荐
国内高速将迎来新调整:两项不合理规定或将取消?车主:

国内高速将迎来新调整:两项不合理规定或将取消?车主:

西莫的艺术宫殿
2025-06-11 03:17:11
36分钟0-4落后,美国队史首次主场40分钟内被进4球

36分钟0-4落后,美国队史首次主场40分钟内被进4球

懂球帝
2025-06-11 10:06:29
喜马拉雅惨淡收场,无奈卖身腾讯了

喜马拉雅惨淡收场,无奈卖身腾讯了

开柒
2025-06-10 21:16:57
广东一股长出轨女下属,车上对话曝光,女方颜值出众美得冒泡

广东一股长出轨女下属,车上对话曝光,女方颜值出众美得冒泡

辣媒专栏记录
2025-06-10 10:45:03
“你话太多了”梅西与J罗场上捂嘴密聊1分钟 后者震惊:你说啥?

“你话太多了”梅西与J罗场上捂嘴密聊1分钟 后者震惊:你说啥?

风过乡
2025-06-11 12:52:06
两次角球出界!谢文能遭集体吐槽:真苏超都不如,实在看不懂

两次角球出界!谢文能遭集体吐槽:真苏超都不如,实在看不懂

奥拜尔
2025-06-10 19:45:02
巴图姆:约基奇是近年来唯一能在NBA和FIBA都称得上最佳的球员

巴图姆:约基奇是近年来唯一能在NBA和FIBA都称得上最佳的球员

懂球帝
2025-06-11 13:29:16
发现了没有,凡是选择燃油车的人,他们基本都有这三种情况

发现了没有,凡是选择燃油车的人,他们基本都有这三种情况

小嵩
2025-06-11 10:04:46
乒超直播!樊振东连战王楚钦、林诗栋!孙颖莎与王曼昱争榜首!乒超雄安收官之战

乒超直播!樊振东连战王楚钦、林诗栋!孙颖莎与王曼昱争榜首!乒超雄安收官之战

好乒乓
2025-06-11 10:02:39
阿尔茨海默病“神药”突然被爆停产!多地断货,线上药房现5000元/盒“天价”

阿尔茨海默病“神药”突然被爆停产!多地断货,线上药房现5000元/盒“天价”

北京商报
2025-06-10 15:12:53
云南通报:刘燕被查

云南通报:刘燕被查

新京报政事儿
2025-06-10 22:27:51
奶奶哽咽谈“双胞胎考场外跪谢爷爷”:从邻居手机看到后直掉泪,兄弟俩从小听话,有好吃的先让爷爷奶奶吃

奶奶哽咽谈“双胞胎考场外跪谢爷爷”:从邻居手机看到后直掉泪,兄弟俩从小听话,有好吃的先让爷爷奶奶吃

极目新闻
2025-06-10 23:11:42
美国地下首富:坚决不上市,年营收已经超越了当今的“世界首富”

美国地下首富:坚决不上市,年营收已经超越了当今的“世界首富”

娱乐看阿敞
2025-06-11 10:22:46
直到炸弹落下那一刻,全世界才看懂普京的真正杀招!

直到炸弹落下那一刻,全世界才看懂普京的真正杀招!

从军行
2025-06-11 09:31:27
10万跌至4万!深圳这四大豪宅区被抛弃了

10万跌至4万!深圳这四大豪宅区被抛弃了

楼市灭霸
2025-06-11 10:03:49
想要复制“苏超”,先问问自己能否容下那些虎狼之词

想要复制“苏超”,先问问自己能否容下那些虎狼之词

元芳有看法
2025-06-10 15:12:45
作为对美制裁的回应中国开始生产世界上第一个非二元人工智能芯片

作为对美制裁的回应中国开始生产世界上第一个非二元人工智能芯片

史书无明
2025-06-10 11:22:11
“涨工资”要来了?国家重磅发文,释放强烈信号!

“涨工资”要来了?国家重磅发文,释放强烈信号!

国际金融报
2025-06-10 23:44:29
重庆人自己的“蒙娜丽莎”火了!川美毕业生作品《祷》创作者回应

重庆人自己的“蒙娜丽莎”火了!川美毕业生作品《祷》创作者回应

上游新闻
2025-06-08 19:40:10
英格兰1-3遭塞内加尔逆转,凯恩破门,萨尔、迪亚拉、萨巴利建功

英格兰1-3遭塞内加尔逆转,凯恩破门,萨尔、迪亚拉、萨巴利建功

懂球帝
2025-06-11 04:48:03
2025-06-11 13:48:49
高分子材料科学 incentive-icons
高分子材料科学
学习《高分子材料科学》进展
2668文章数 6488关注度
往期回顾 全部

科技要闻

比亚迪凌晨宣布!助力中小企业健康发展

头条要闻

中国双航母同时在太平洋航行 日本通报被指"一惊一乍"

体育要闻

一位中国老板,复兴了欧洲百年俱乐部

娱乐要闻

唐嫣卷入热巴换角风波 杨幂也被牵连?

财经要闻

Labubu神话下的杂音

汽车要闻

5万级5座纯电微型车 奇瑞QQ多米正式上市

态度原创

家居
房产
游戏
公开课
军事航空

家居要闻

木质灰调 现代轻奢质感

房产要闻

45亿!突然,又一民企巨头杀入海南旧改!

《索尼克赛车》制作人谈新作 为卡丁车品类带来创新

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

加州请求阻止特朗普政府派兵被驳回