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  通過(guò)化學(xué)或物理方法將動(dòng)物組織和器官去除主要細(xì)胞成分和免疫原性獲得的脫細(xì)胞基質(zhì)支架已成為目前組織工程研究的熱點(diǎn)。這些支架可以較好地保留原組織或器官的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白成分、活性因子和天然的三維結(jié)構(gòu)，相比于人工合成材料和天然的單一成分材料在移植細(xì)胞方面更具優(yōu)勢(shì)。它們能較好還原組織受損前的微環(huán)境，具有促進(jìn)細(xì)胞粘附、增殖和分化的生物活性以及可生物降解的特性，并且有越來(lái)越多的報(bào)道證明其生物功能與修復(fù)效果具有組織特異性。目前，組織來(lái)源的脫細(xì)胞基質(zhì)支架已在組織工程領(lǐng)域已經(jīng)得到非常廣泛的應(yīng)用，包括心臟瓣膜、血管、皮膚、骨骼、軟骨、氣管、肺、周圍神經(jīng)等，其中部分產(chǎn)品也已獲得食藥監(jiān)局的批準(zhǔn)，應(yīng)用于不同臨床適應(yīng)癥的治療，例如傷口愈合、軟組織修復(fù)、心臟瓣膜置換等。盡管脫細(xì)胞基質(zhì)已得到了再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛認(rèn)同與重視，這類材料本身來(lái)源短缺、難以批量生產(chǎn)和加工的問(wèn)題依然嚴(yán)峻。另外，目前對(duì)于脫細(xì)胞基質(zhì)的組成成分與組織特異性之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)仍非常有限。

  中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院全大萍教授、白瑩副教授課題組近年來(lái)通過(guò)一系列材料學(xué)手段將神經(jīng)組織（周圍神經(jīng)和脊髓等）來(lái)源的脫細(xì)胞基質(zhì)支架轉(zhuǎn)化為可注射、可加工的納米纖維水凝膠。研究顯示，與脊髓來(lái)源脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠相比，周圍神經(jīng)來(lái)源脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠(decellularized peripheral nerve matrix hydrogel，DNM-gel)在體外培養(yǎng)背根神經(jīng)節(jié)時(shí)，可促進(jìn)新生軸突的髓鞘化并抑制突觸的形成，這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)該生物源性材料除具有天然細(xì)胞外基質(zhì)的高生物活性外，還具有明確的組織特異性（Adv. Funct. Mater. 2018, 1705739）。利用DNM-gel修飾具有取向結(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維，實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)軸突和施萬(wàn)細(xì)胞的協(xié)同快速定向生長(zhǎng)（ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 17167?17176）。采用相分離技術(shù)制備的多孔或多縱向通道DNM-gel水凝膠神經(jīng)導(dǎo)管，在橋接大鼠坐骨神經(jīng)缺損并促進(jìn)其再生修復(fù)方面作用明顯，具有很好的應(yīng)用前景（Acta Biomater. 2018, 73, 326 – 338；Mater. Sci. Eng. C 2020, DOI: 10.1016./j.msec.2020.111791）。由于脫細(xì)胞基質(zhì)材料中含有豐富的蛋白多糖，具有良好的結(jié)合并緩釋生長(zhǎng)因子的能力，在雙重因子的作用下（NGF、VEGF），體外觀察到神經(jīng)纖維與血管網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同伴生，體內(nèi)觀察到促進(jìn)血管化并有效提高神經(jīng)功能的恢復(fù)（Tissue Engineering Part A 2020, DOI: 10.1089/ten.tea.2020.0227）。

  近期該團(tuán)隊(duì)通過(guò)材料學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基質(zhì)組蛋白分析等多種手段，對(duì)脫細(xì)胞脊髓基質(zhì)水凝膠（decellularized spinal cord matrix hydrogel，DSCM-gel）和DNM-gel進(jìn)行了具體的分析比較。研究發(fā)現(xiàn)，兩種脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠保留了與細(xì)胞外基質(zhì)類似的納米纖維結(jié)構(gòu)，但DSCM-gel的孔隙率和纖維直徑略高于DNM-gel。將神經(jīng)干/祖細(xì)胞（neural stem/progenitor cell，NSPC）包埋在脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠中進(jìn)行三維培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)DSCM-gel更有利于NSPC的存活、增殖和遷移，并且能夠促進(jìn)NSPC的神經(jīng)元向分化（圖1）。

圖1. 脫細(xì)胞基質(zhì)水凝膠的制備與SEM表征，水凝膠中的三維細(xì)胞培養(yǎng)證明DSCM-gel具有顯著促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖、遷移和向神經(jīng)元分化的能力。

  結(jié)合RNA-Seq表達(dá)譜測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)DSCM-gel三維培養(yǎng)模式能明顯促進(jìn)NSPC神經(jīng)元向分化以及加速神經(jīng)元的成熟。轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步表明，DSCM-gel通過(guò)調(diào)節(jié)整合素 (integrin) 基因（Itgα2、Itgα9和Itgβ9）的表達(dá)譜以及AKT/ERK相關(guān)信號(hào)通路來(lái)調(diào)控NSPC的行為（圖2）。

圖2. DSCM-gel調(diào)節(jié)整合素基因的表達(dá)譜和AKT/ERK相關(guān)信號(hào)通路調(diào)控NSPC的行為。

  蛋白質(zhì)組學(xué)分析表明，DSCM組織特異性的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，如層粘連蛋白（LAM）、肌腱蛋白家族(TNC)和一些可溶性生長(zhǎng)因子(FGF2)可能參與了這些調(diào)控（圖3）。此外，體內(nèi)評(píng)估證實(shí)，DSCM-gel為大鼠脊髓全橫斷損傷后的內(nèi)源性NSPC的募集和軸突再生提供了合適的微環(huán)境。

圖3. 脫細(xì)胞脊髓基質(zhì)水凝膠的制備及其有效促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化和神經(jīng)元向分化的潛在機(jī)制分析。

  將脫細(xì)胞基質(zhì)提供的三維微環(huán)境與其特定的細(xì)胞調(diào)控作用相關(guān)聯(lián)，對(duì)于多功能生物材料的設(shè)計(jì)和制造是至關(guān)重要的。該研究進(jìn)一步加深了對(duì)組織來(lái)源脫細(xì)胞基質(zhì)的組成成分、組織特異性和生物功能的理解，闡明了其影響神經(jīng)干細(xì)胞命運(yùn)的作用，同時(shí)也驗(yàn)證了脫細(xì)胞脊髓基質(zhì)水凝膠作為轉(zhuǎn)化生物材料在脊髓損傷修復(fù)中的巨大潛力。該工作近期發(fā)表在Biomaterials上，論文的第一作者為中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士生徐毅煒，共同通訊作者為中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院全大萍教授、白瑩副教授與中國(guó)科學(xué)院廣州健康與醫(yī)藥研究院張驍研究員。

  中山大學(xué)全大萍教授課題組現(xiàn)誠(chéng)聘博士后與專職科研人員，歡迎具有高分子化學(xué)與物理、生物醫(yī)用材料、細(xì)胞/分子生物學(xué)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等專業(yè)背景或相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的青年博士加盟。其中，特聘研究員、特聘副研究員首次聘用時(shí)年齡原則上不超過(guò)38周歲，薪酬待遇20~36萬(wàn)元人民幣。按個(gè)人情況定崗，基礎(chǔ)崗位工資14~30萬(wàn)+單位五險(xiǎn)一金+效績(jī)獎(jiǎng)金0~10萬(wàn)，聘期三年，合同到期后可續(xù)聘或者推薦申請(qǐng)副教授及以上職位，或者推薦到國(guó)內(nèi)外其他高校工作。博士后研究員崗位，原則上招收年齡在35歲以下，獲得博士學(xué)位一般不超過(guò)兩年，具備較高的學(xué)術(shù)水平和較強(qiáng)的科研能力的海內(nèi)外優(yōu)秀博士。（a）學(xué)校博士后：基本工資年20萬(wàn)＋單位五險(xiǎn)一金＋績(jī)效獎(jiǎng)金0~10萬(wàn)，提供周轉(zhuǎn)住房，子女入學(xué)等;（b）“博新計(jì)劃”博士后：年薪30萬(wàn)＋單位五險(xiǎn)一金＋績(jī)效獎(jiǎng)金0~10萬(wàn)，提供住房，子女入學(xué)等；（c）廣東省“珠江人才計(jì)劃（博士后資助項(xiàng)目）”：年薪30萬(wàn)＋單位五險(xiǎn)一金＋績(jī)效獎(jiǎng)金0~10萬(wàn)，提供住房，子女入學(xué)等；出站后繼續(xù)在粵工作者可獲得40萬(wàn)安家費(fèi)。博士后出站，根據(jù)個(gè)人意向推薦競(jìng)聘更高級(jí)別崗位（教師和專職科研崗位）或推薦國(guó)外工作機(jī)會(huì)。聯(lián)系方式：郵箱（cesqdp@mail.sysu.edu.cn, 郵件標(biāo)題注明：應(yīng)聘崗位+畢業(yè)院校+本人姓名）或電話（020-84114030）。

  論文鏈接：

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220308425

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201705739

  https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b01066

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706118301910?via%3Dihub

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493120337103

  https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ten.tea.2020.0227