近日，发表在《Stem Cell Reports》杂志上的一篇题为“Nascent matrix deposIT(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)ion supports alveolar organoid formation from aggregates in synthetic hydrogels”的研究报告中，来自密歇根大学等机构的研究人员介绍了一种创新的方法，使得肺泡类器官能够在合成水凝胶中形成并维持其结构和功能，而不需要传统的Matrigel基质。这项研究不仅扩展了类器官培养技术的应用范围，还加深了我们对细胞-基质相互作用的理解。
类器官及其重要性
类器官是一种三维体外结构，概括了体内器官的多种特征，包括细胞多样性、空间组织以及功能特性。它们已成为研究生物学问题的强大工具(http://www.maoyihang.com/sell/l_5/)，帮助科学家探索正常生理条件和疾病状态下细胞间的复杂互动。为了更准确地模拟体内环境，研究人员开发了多种合成水凝胶系统来支持类器官的生长，其中微孔系统因其能够控制单个细胞聚集和类器官形成的特性而备受关注。
新型两步法培养系统
在这项研究中，研究人员设计了一种基于水凝胶的微孔系统，该系统可以促进肺泡类器官（由AT2细胞组成）的形成，并允许生成具有特定形状和尺寸的类器官。他们进一步发展了一种两步培养方法：
1. **预聚集阶段**：首先，细胞在微孔内预先聚集，这一步骤对于后续新生细胞外基质（ECM）层的分泌至关重要。
2. **包埋阶段**：然后，这些聚集体被转移到透明质酸（HA）水凝胶中进行包埋。这种HA水凝胶通过降冰片烯修饰并与二硫醇发生交联反应构建而成，并且可以通过添加细胞粘附配体如RGD进行功能化修饰。
生长机制与优势
研究表明，使用这种方法，肺泡类器官可以在没有Matrigel的情况下成功形成，因为聚集体能够在合成水凝胶环境中分泌自身的基质成分，如基底膜蛋白和胶原蛋白IV。这一过程强调了合成水凝胶在外源性和新生ECM解耦合作用中的重要性，同时也揭示了新生ECM在指导细胞机械(http://www.maoyihang.com/sell/l_4/)传感方面的作用，从而解释了为什么水凝胶硬度对类器官形成的影响较小。
科学意义与应用前景
这项研究展示了如何利用合成水凝胶分离外源性和新生的ECM，以揭示后者在类器官形成过程中的关键角色。通过这种方法，研究人员不仅实现了对类器官生长条件的精确控制，也为理解细胞与其周围环境之间的复杂关系提供了新的视角。此外，这种新技术有望为未来的医学研究和个性化治疗开辟新路径，特别是在再生医学领域。
综上所述，这项研究代表了类器官培养技术的一个重要进步，它为科学家们提供了一个更加灵活且可控的平台，用于研究肺部发育、疾病模型以及潜在的治疗方法。随着更多类似研究的开展，我们期待看到更多关于细胞-基质相互作用的新见解，并推动相关领域的创新发展。
