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Tuning Hydrogel Mechanics and Microstructure to Maximize Extracellular Vesicle Production from Mesenchymal Stem Cells
调控水凝胶力学特性与微观结构以最大化间充质干细胞的细胞外囊泡产量
Riddhesh B. Doshi, Bethany Yee, Nicolas Warburton, Juanfang Ruan, Richard Tilley, Kuldip Sidhu, Kristopher A. Kilian
Cellular and Molecular Bioengineering, 2026, doi:10.1007/s12195-026-00917-x
由间充质干细胞(MSCs)产生的细胞外囊泡(EVs)在再生医学中具有广阔的应用前景。作者展示了一种利用水凝胶微载体优化EV生产的工艺,通过调控水凝胶的特性,可将EV产量提升至传统单层培养的18倍。研究中对水凝胶的力学性能和微观结构进行了精确调控,并采用剪切技术进行评估。所产EVs则通过流变学分析、成像技术、蛋白质组学和功能学实验进行了全面表征。
研究培养了两种MSCs,即脂肪来源干细胞(ADSCs)和诱导多能干细胞来源的MSCs(iMSCs),并将它们分别培养在组织培养塑料(TCP)和甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶上。在蛋白质组学分析中,分离EVs后,采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行分泌组谱分析。原始数据由Mascot Distiller处理,并通过Mascot Server数据库搜索进行蛋白质鉴定。
作者在所有实验条件下共鉴定出117种共有蛋白质。其中,源自TCP培养的ADSC-EVs鉴定出18种特有蛋白,源自微载体的则有22种;而在iMSC-EVs中,上述两种培养条件下分别鉴定出26种和25种特有蛋白。生物学通路分析表明,来自GelMA微载体(MC)的EVs主要参与补体激活和胶原纤维组织形成,这些过程对于创伤愈合至关重要。
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