高长有教授课题组关于“梯度材料诱导干细胞定域分化”的研究成果在Biomacromolecules发表

梯度材料诱导干细胞定域分化

    界面组织工程注重不同组织间连接部分（界面）的修复，突破了传统组织工程中针对单一组织进行修复的限制，其中也蕴含很多新的科学问题。高长有教授课题组希望通过构建性质梯度渐变的生物材料并诱导骨髓间充质干细胞（BMSCs）的定域分化以实现相邻组织界面的修复。

       课题组基于胺解发展了聚酯生物材料表面活性化的系列方法（参见新发表的综述：RSC Adv., 2013, DOI: 10.1039/C2RA22358A）。本文首先利用梯度胺解在聚己内酯（PCL）膜表面构建了-NH₂的密度梯度；随后通过戊二醛（GA）偶联了具有成骨诱导作用的活性小分子阿仑膦酸钠（Aln），从而在PCL膜表面成功引入了Aln的密度梯度。体外培养表明，通过与细胞表面受体Cx43作用，表面接枝Aln可促进大鼠BMSCs的成骨分化，其效应与其密度正相关。进一步的研究证实梯度分布的Aln定域上调了成骨相关蛋白碱性磷酸酶（ALP）、一型胶原（Col I）、成骨相关转录因子Runx2和骨钙素（OCN）的表达，显示其成功诱导了BMSCs的定域分化。

       本文在可降解生物材料表面实现了BMSCs的定域分化，为在三维体系中利用类似方法调控干细胞分化并最终用于界面组织修复提供了新的设计思路和依据。题为《Control over the gradient differentiation of rat BMSCs on a PCL membrane with surface-immobilized alendronate gradient》的相关论文已被生物材料领域核心期刊Biomacromolecules（Impact Factor: 5.479）接收（DOI: 10.1021/bm301523p）。