3D Hyaluronic Acid Hydrogels for Modeling Oligodendrocyte Progenitor Cell Behavior as a Function of Matrix Stiffness
3D Hyaluronic Acid Hydrogels for Modeling Oligodendrocyte Progenitor Cell Behavior as a Function of Matrix Stiffness
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3D 透明质酸水凝胶用于模拟少突胶质细胞祖细胞行为与基质硬度的函数关系
DOI：
10.1021/acs.biomac.0c01164
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发表时间：
2020
影响因子：
6.2
通讯作者：
Lampe, Kyle J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Unal, Deniz B.;Caliari, Steven R.;Lampe, Kyle J.
中枢神经系统内缺乏针对脱髓鞘的再生解决方案，促使人们开发出扩大和驱动细胞生物活性的策略，包括最终导致髓鞘形成的少突胶质细胞祖细胞 (OPC)。在这项工作中，我们引入了 3D 透明质酸 (HA) 水凝胶系统来研究微环境机械性能对 OPC 行为的影响。我们调整了水凝胶的硬度以匹配脑组织（储能模量 200-2000 Pa），并研究了 7 天的时间里硬度对 OPC 的代谢活动、增殖和细胞形态的影响。尽管水凝胶网眼尺寸随着硬度的增加而减小，但所有水凝胶组都以相似的程度促进 OPC 增殖和线粒体代谢活动。然而，两个较低硬度水凝胶组（170 ± 42 和 794 ± 203 Pa）中的 OPC 比最高硬度水凝胶（2179 ± 127 Pa）支持更高的每个细胞三磷酸腺苷水平。与最高硬度的水凝胶相比，较低硬度的水凝胶还支持更高水平的细胞活力和更大的细胞球体形成。总之，这些数据表明 3D HA 水凝胶是研究 OPC 行为的有用平台，并且 OPC 生长/代谢健康可能有利于模仿脑组织力学的较低硬度微环境。
The lack of regenerative solutions for demyelination within the central nervous system motivates the development of strategies to expand and drive the bioactivity of the cells, including oligodendrocyte progenitor cells (OPCs), that ultimately give rise to myelination. In this work, we introduce a 3D hyaluronic acid (HA) hydrogel system to study the effects of microenvironmental mechanical properties on the behavior of OPCs. We tuned the stiffness of the hydrogels to match the brain tissue (storage modulus 200–2000 Pa) and studied the effects of stiffness on metabolic activity, proliferation, and cell morphology of OPCs over a 7 day period. Although hydrogel mesh size decreased with increasing stiffness, all hydrogel groups facilitated OPC proliferation and mitochondrial metabolic activity to similar degrees. However, OPCs in the two lower stiffness hydrogel groups (170 ± 42 and 794 ± 203 Pa) supported greater adenosine triphosphate levels per cell than the highest stiffness hydrogels (2179 ± 127 Pa). Lower stiffness hydrogels also supported higher levels of cell viability and larger cell spheroid formation compared to the highest stiffness hydrogels. Together, these data suggest that 3D HA hydrogels are a useful platform for studying OPC behavior and that OPC growth/metabolic health may be favored in lower stiffness microenvironments mimicking brain tissue mechanics.
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影响因子：
3.8
作者：
Tibbitt, Mark W.;Anseth, Kristi S.
通讯作者：
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