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    重大發現!3D生物打印與汗腺再生微環境
    時間:2022-02-10 12:17:10  作者:lfy  來源:梅斯醫學
    再生醫學網獲悉,近期以來,科學家們針對汗腺再生微環境的研究取得了階段性的進展。本篇文章著重探討了來自3D生物打印微環境的生化因素和結構和機械線索的五種可能的調節機制,以及來自鄰近細胞和血管微環境的最有希望的調節。
      汗腺雖然看似“不起眼”,但卻是人體重要的器官,它是調節人體體溫的“安全閥門”,對于維持人體機能的正常運行起到了至關重要的作用。但汗腺的再生能力卻十分“弱小”,因此,汗腺一旦受到損害,就很難依靠自我的再生能力進行恢復。

      再生醫學網獲悉,近期以來,科學家們針對汗腺再生微環境的研究取得了階段性的進展。本篇文章著重探討了來自3D生物打印微環境的生化因素和結構和機械線索的五種可能的調節機制,以及來自鄰近細胞和血管微環境的最有希望的調節。
      據悉,研究表明,誘導的SGC在不同程度的燒傷中表現出不同的修復效果,這表明SG再生的難度與其生態位的破壞密切相關。此外,調整組織的幾何形狀和結構對于指導SG分化和形態發生具有重要意義。因此,在體外重建SG生態位為誘導細胞分化和組織再生鋪平了有效途徑。
      3D生物打印技術通過對各種類型的生物墨水和細胞的時空控制來概括皮膚的高度組織化的組織幾何形狀,在提供準確和有組織的體外干細胞生態位刺激方面具有巨大潛力。
      3D生物打印生態位誘導ESC分化為SGC
      有研究表明3D生物打印生態位誘導ESC分化為SGC,培養2周后細胞分化效率達到&gt;50%。
      細胞增殖、遷移和基因表達等細胞行為取決于生態位的幾何形狀,這會促進細胞骨架張力并提供細胞粘附。
      一般來說,制造微米級和納米級分辨率的材料圖案可以調節細胞命運,盡管很難在3D環境中精確地模擬ECM的微觀結構。需要可以通過精確的幾何控制和微圖案設計來模擬真實結構線索的3D支架。
      3D打印支架的生化和結構線索協同指導MSC分化以促進功能性SG再生
      在研究潛在的分子機制時,通過蛋白質組學分析發現,膠原蛋白三螺旋重復蛋白1(CTHRC1)蛋白在SG發育過程中高表達,并作為3D支架中的生化因子;進一步的轉錄組學分析證明,3D結構因子通過上調Hmox1的表達,在BMSCs的分化過程中發揮著不可或缺的重要作用?;虮倔w功能分析表明,3D結構和可溶性因子通過激活參與SGs產生的BMP2的表達,協同啟動腺體發育的GO項目和分支結構的發生。添加CTHRC1抗體拮抗生物墨水中的CTHRC1蛋白或通過抑制劑下調BMSC中Hmox1的表達會嚴重降低誘導作用。
      血管生態位和SG再生相關,血管系統的重建是皮膚移植后附件再生的先決條件
      在皮膚中,SG、毛囊、皮脂腺和白色脂肪在結構上相互關聯,形成一個皮膚附著單元。毛囊和SGs具有相似的發育模式和誘導過程的事實,以及SGs被血管包圍的觀察結果表明,血管調節對于SGs的生態位至關重要。SGs分泌部分的解剖結構靠近血管,圍繞幾個SG單位的真皮微血管網絡有利于出汗,但血管內皮細胞與SGCs之間的生物通訊機制尚不清楚。
      成纖維細胞、毛囊、皮脂腺和脂肪細胞與SG相鄰,并通過分泌Wnt、BMP2、BMP4和其他生長因子來支持它們的形態和功能。
      ECM剛度的變化可以通過細胞粘附和細胞骨架傳遞到細胞核,然后誘導基因表達的交替
      疤痕首先改變了真皮成纖維細胞的組成,使鄰近的SG細胞受損,導致缺乏誘導SG再生的信號。其次,由于大量膠原蛋白的積累導致ECM硬度的增加阻礙了SG導管的出芽和形成,SG導管需要深入真皮層并且對出汗很重要。最后,ECM剛度的增加不利于血管生成,這對SG再生也是有害的。
      用于再生醫學的3D生物打印微環境的主要挑戰包括如何結合協同線索以實現準確的細胞-基質信號傳導,并同時提供一組異質的線索來概括原生微環境。例如,通過使用3D生物打印技術和ECM勻漿在體外模擬SG生態位以誘導SG再生,該研究證明了結構線索、生化因素和機械線索參與維持組織功能和驅動組織再生。
      研究還假設3D生物打印技術的簡便性將允許創建血管和相鄰細胞微環境,這些微環境可以穩健且適當地概括異質細胞微環境。
      所有這些關鍵要素通常被認為對于在體外成功再生功能齊全的器官至關重要,未來需要進一步探索其潛在機制。
      3D打印作為近年來最熱門的新技術,自問世起就在各個領域得到了廣泛應用。特別是在臨床醫學領域,3D生物打印技術更是為器官替換、關節置換提供了新的供源。對此,再生醫學網表示,3D生物打印技術對于推動再生醫學的發展起到了至關重要的作用。
    關鍵字:3D打印,汗腺,再生醫學
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