由特文特大学开发的一种将生物材料与活细胞结合起来的全新方法,反过来,我们可以了解细胞与周围环境的生物材料相互作用。在这种情况下,不是直接连接到细胞表面,而是通过一个中间步骤。这防止了免疫反应的发生,也使得可以随意地打开或关闭连接。TomKamperman和JeroenLeijten,他们把新的细胞工具包命名为诱导细胞交联,他们的研究结果发表在科学期刊《先进材料》上。
对细胞来说,“感觉”周围环境是至关重要的。力学性能对干细胞的行为有很大的影响。例如:软环境诱导干细胞形成脂肪,环境诱导骨形成。在大多数的研究和治疗中,细胞与细胞直接附着的材料结合在一起。然而,像这样的细胞结合材料也有免疫细胞形成的缺点。这引发了强烈的免疫反应。这是不可能轻易防止的,疤痕组织可能会阻止这些植入物正常工作。
研究人员现在发现了一种将细胞与惰性材料结合的全新方法:通常情况下,它们不会与细胞结合。研究人员所使用的是天然存在于细胞及其周围的氨基酰基酪氨酸。这种生物材料将首先使用酪胺进行功能化,这是一种与酪氨酸有许多共同结构的分子。通过细胞友好的化学反应,生物材料可以连接到细胞的‘命令’。这样,研究人员就可以控制哪些细胞可以“粘住”,以及在什么精确的位置。停止化学反应使物质再次变成惰性物质。选定的细胞可以感觉到生物材料,并允许干细胞控制,而没有积极形成疤痕组织周围的材料。
研究人员使用这种新的附着在细胞上的方法来了解细胞是如何工作的,但也是为了刺激细胞并利用机械刺激来引导它们:干细胞是变成脂肪组织还是开始形成骨骼?这种新的联系也使我们有可能回答新的问题:细胞在什么时候需要刺激才能将它引导到某个方向?第一次使用对接的实验已经得出了一个令人惊讶的结论,即“硬环境或软环境”的主要决定已经在一天内完成。这意味着细胞的初始环境决定了伤口是如何愈合的,或者活的植入体是如何工作的。

测量和控制组织中的僵硬度在许多疾病中也起着重要作用,例如在肿瘤附近。对接为研究和积极影响细胞与其他材料的相互作用提供了有价值的工具。利用这一工具,研究人员希望推动再生医学、药物传递系统和细胞疗法的研究。
更多内容:Kamperman,T.,etal.(2021)TetheringCellsviaEnzymaticOxidativeCro/10.1002/