通过 Yap/Tead4 机械转导的水凝胶增强类器官多向分化以加速组织再生

运动系统中多个器官的修复仍然是一个主要的临床挑战，需要具有多向分化能力的生物活性移植物。基于水凝胶的类器官植入物已成为关键工具并引起了极大的关注。然而，在基于水凝胶的类器官构建过程中，通过精确调节仿生细胞外基质 （ECM） 的机械和结构特征来释放骨髓间充质干细胞 （BMSC） 多能性的策略仍未得到充分探索。在这项研究中，开发了一种载有 BMSCs 的基于明胶甲基丙烯酰 （GelMA） 的仿生 ECM 模拟水凝胶 （HG-2），以构建多向分化类器官 HG-2/3d-BMSC。水凝胶可以通过细胞粘附诱导的细胞骨架组装为贴壁的 BMSCs 提供空间机械刺激。RNA 测序 （RNA-Seq） 结合体外和体内生物实验表明，ECM 模拟水凝胶提供基于粘附的空间机械刺激。这种机械刺激在成骨分化诱导过程中特异性地释放了 BMSCs 的多能性。此外，它加速和增强了 BMSC 的多向分化能力，同时促进它们对成骨、软骨形成和肌腱形成组织谱系的承诺。进一步的研究证明，来自 ECM 模拟水凝胶的基于粘附的空间机械刺激通过 Yap/Tead4 （yes-相关蛋白/TEA 结构域转录因子 4） 机械转导介导的 Kat7 下调增强了基于 BMSC 的类器官的多向分化。这项工作不仅推进了设计生物材料的理论框架，这些生物材料利用机械线索来推翻生化驱动的谱系承诺，而且还为开发多功能类器官结构建立了一种新的范式，以解决在运动系统中再生分层复杂组织的临床挑战。

服务对象 ： 首都医科大学
发表时间： 2025 年 6 月 23 日
发表期刊： ACS Applied Materials & Interfaces
文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c06161