新型嵌合蛋白构建强效无动物源纤维蛋白支架，实现强力细胞黏附，为可重复且具医学应用价值的干细胞疗法开辟新路径
日本大阪——大阪大学科学家开发出一种新型水凝胶，可高效支持人诱导多能干细胞（iPSCs）的三维（3D）培养。研究团队通过创建独特融合蛋白，将纤维蛋白特性与细胞黏附分子层粘连蛋白-511（早期胚胎中支持多能干细胞的关键细胞外基质成分）相结合，成功研发出合成安全替代材料。这种新型材料为化学成分明确、具临床适用性的三维支架开辟了道路，有望取代基质胶（Matrigel），使源自iPS细胞及其他干细胞的医学相关类器官成为可能，最终推动再生医学与药物研发进步。
类器官在再生医学中的日益广泛应用，迫切需要先进三维培养基质。当前标准材料基质胶源自小鼠肿瘤，其成分未明且具动物源性，不适合临床使用。研究人员寻求安全、化学成分明确的替代方案。虽然纤维蛋白凝胶是经临床验证的生物材料，但缺乏对干细胞的黏附力。本研究旨在通过将层粘连蛋白-511的强效黏附特性整合入纤维蛋白支架来克服此局限。
研究团队成功设计出独特三维培养系统以突破该瓶颈。他们将对干细胞黏附与增殖至关重要的层粘连蛋白-511蛋白，整合至基于纤维蛋白的凝胶中。纤维蛋白作为天然生物相容性蛋白，是理想的支架材料。研究表明，人iPSCs可在这种特制凝胶内部成功生长，使其在更接近活体组织生长方式的三维结构中增殖。该方法预计比传统技术更能有效维持细胞活性与多能性。
此项创新培养技术有望革新治疗用干细胞的生产流程。作为三维干细胞培养中化学成分明确、无动物源的基质胶替代品，它直接解决了关键的安全性与可重复性问题。其更强的细胞黏附特性亦为生成具临床适用性的类器官铺平道路，在规避动物源材料局限的同时推进再生医学发展。
"我们的层粘连蛋白-511 E8片段已广泛用于二维培养，但基质胶在三维类器官构建中仍占主导地位，"资深作者关口清俊教授表示，"历经多次尝试，我们最终研发出这种Chimera-511蛋白。完全替代基质胶的临床可行方案之路仍长，但此项工作是重要突破。"
该论文《层粘连蛋白-511功能化纤维蛋白凝胶支持人诱导多能干细胞在凝胶内增殖》已发表于《细胞外基质生物学》期刊（DOI: 10.1016/j.matbio.2025.10.003）。研究由日本文部科学省资助，论文发表日期为2025年10月10日。
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