仿生壳聚糖基水凝胶的可控构筑及其对多能干细胞生物学行为影响的分析

作者：刘莉; 徐斌; 宋嘉卓; 张志民^*; 洪丽华^*

来源：Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2022, 50(10): 1520-1532.

DOI：10.19756/j.issn.0253-3820.221286

• 仿生水凝胶
• 可控构筑
• 多能干细胞
• 基质刚度
• 生物学行为

以壳聚糖(CS)为基质，在酸性条件下，通过对天然蛋白交联剂京尼平(GNP)上的酯基进行亲核取代反应，制备了理化性能可控、可用于诱导牙周组织再生的仿生CS水凝胶(CS-GNP)。对材料的结构和形貌进行了表征，对材料的力学性能、孔隙率、溶胀率和降解率进行了检测。通过小鼠成纤维细胞(L-929)体外活力的检测对材料的细胞毒性进行了评价。通过对牙周膜间充质干细胞(hPDLSCs)增值率的观察以及利用qPCR法对牙周膜相关基因PLAP-1、 COL1、 SCX和POSTN的mRNA表达水平的检测，分析了材料对多能干细胞生物学行为的影响。研究发现，改变GNP的配比可得到具有不同理化特征的GS-GNP。材料的机械信号影响了多能干细胞的生物学行为，改变材料的弹性模量可调控干细胞的延伸面积和增殖率。当材料弹性模量为(46.02±15.70) kPa时，与正常牙周膜细胞外基质接近，可诱导hPDLSCs向牙周膜方向分化。研究结果表明，干细胞微环境的物理信号可调控细胞的命运和分化，模拟天然的细胞外基质硬度可极大限度地调控多能干细胞的定向分化，为分析和表征细胞微环境对干细胞行为的影响提供可行的模型材料和体系。

• 单位
  吉林大学