同期发表4篇Science子刊，最新组织工程（再生医学）研究获进展
奇物论
2020-03-31
在Science子刊Science Advances最新的一期（2020; Vol 6, NO.13）中，有4篇是与组织工程（再生医学）相关的，其中一篇为封面，是来自华中科技大学张胜民教授和生物材料大牛Molly M. Stevens等人的研究，之前奇物论对此报道过，就不在此赘述（可点击标题查看），另外3篇在下面给出详细的介绍，供大家学习交流。
2. Science Advances：仿生人体小肌肉肺动脉
小肌肉动脉的结构和功能的变化在肺动脉高压（指肺动脉压力升高超过一定界值的一种血流动力学和病理生理状态）的病理生理学中起着重要作用，而肺动脉高压是一个新兴的公共卫生挑战。由于非人类血管和先前的模型不能准确地重构人类微血管壁的微环境和结构，因此迫切需要改进这些微血管的解剖学模拟体外模型。于此，美国约翰·霍普金斯大学Lewis H. Romer和David H. Gracias等人描述了可调大小的光图案化自卷仿生肺动脉微血管的并行生物制造和基建。
1）这些微血管具有解剖学上精确的分层和对齐的人平滑肌细胞，细胞外基质和内皮细胞的图案化，并且表现出内皮寿命和一氧化氮产生的显著增加。2）计算图像处理产生了细胞和蛋白质的高分辨率3D透视图。该研究提供了一种工程化多细胞组织的新范例，它可以对平面部分中的多个成分进行精确的3D空间定位，为仿生平台研究人类疾病中的微血管病理学提供了条件。
Jin Q, et al. Biomimetic human small muscularpulmonary arteries. Science Advances. 2020;6(13):eaaz2598.
DOI: 10.1126/sciadv.aaz2598https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaaz25983. Science Advances：利用干细胞分化为白色/米色脂肪细胞的胞外小泡进行细胞重编程
干细胞来源的细胞外小泡(EVS)为再生医学的干细胞治疗提供了替代方法。有鉴于此，韩国汉阳大学的Yong Woo Cho、韩国成均馆大学的Dong-GyuJo等研究人员，将分化过程中产生的干细胞EV开发为通过诱导组织特异性分化而用作无细胞治疗系统。1）人脂肪干细胞(HASCs)在向白色和米色成脂分化(分别为D-EV和BD-EV)过程中，通过切向流过滤分离出EV。D-EV和BD-EV分别能成功诱导HASCs分化为白色脂肪细胞和米色脂肪细胞。2）将D-EV与胶原/甲基纤维素水凝胶复合移植到BALB/c小鼠背部，在注射部位产生大量脂滴。BD-EV治疗通过脂肪组织褐化减轻饮食诱导的小鼠肥胖。3）此外，BD-EV治疗可改善高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和糖耐量。miRNAs负责观察到的BD-EV效应。这些结果表明，在干细胞分化为白色脂肪细胞或米色脂肪细胞的过程中分泌的EVS可以促进细胞重编程。
Youn Jae Jung, et al. Cell reprogramming usingextracellular vesicles from differentiating stem cells into white/beigeadipocytes. Science Advances, 2020.DOI：10.1126/sciadv.aay6721https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay6721?rss=14. Science Advances：用肝细胞生长因子工程化的间充质干细胞体内引发人间充质干细胞促进心脏修复的治疗潜力
人骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)移植到衰竭心脏后表现不佳，阻碍了其临床应用。有鉴于此，韩国加图立大学的Hun-Jun Park、韩国浦项工科大学的JinahJang、香港城市大学的Kiwon Ban等研究人员，为了提高BM-MSCs的治疗潜力，开发了一种名为体内启动的策略，即通过将表达肝细胞生长因子的基因工程MSCs(HGF-eMSCs)包裹在心外膜植入的3D心脏补片中，在心肌梗死(MI)诱导的心脏中体内启动BM-MSCs。1）经HGF-eMSCs预处理的BM-MSCs表现出较好的血管生成潜能和细胞活力，最终促进了血管再生，恢复了心肌梗死患者的心功能。2）组织学分析进一步证明，预充的BM-MSCs在心脏补片中存活的时间更长，并具有心肌保护作用，心肌梗死心脏中存活的心肌细胞数量大幅增加就证明了这一点。这些结果提供了令人信服的证据，表明这种体内启动策略可以成为促进心肌梗死心脏修复的有效手段。
Bong-Woo Park, et al. In vivo priming of humanmesenchymal stem cells with hepatocyte growth factor–engineeredmesenchymal stem cells promotes therapeutic potential for cardiac repair.Science Advances, 2020.DOI：10.1126/sciadv.aay6994https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay6994?rss=1
