中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的吳成鐵研究員和呂宏旭特聘研究員團(tuán)隊(duì)在類器官培養(yǎng)領(lǐng)域取得重大突破。他們成功開(kāi)發(fā)出一種由硅酸鹽生物活性陶瓷硅酸鈣（CS）納米線和甲基丙烯酸明膠（GelMA）組成的復(fù)合水凝膠，這種水凝膠能夠有效支持腸道和肝臟類器官的生長(zhǎng)、發(fā)育和功能化。相關(guān)研究成果以“A bioactive calcium silicate nanowire-containing hydrogel for organoid formation and functionalization”為題，發(fā)表在Materials Horizons上，并申請(qǐng)發(fā)明專利一項(xiàng)。

 

  該復(fù)合水凝膠不僅具有優(yōu)越的力學(xué)性能，而且其中的CS納米線能夠釋放生物活性離子，通過(guò)調(diào)控干細(xì)胞功能，促進(jìn)類器官的生長(zhǎng)和發(fā)育。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種復(fù)合水凝膠能夠支持小鼠腸道和肝臟類器官的發(fā)育，并且培養(yǎng)的類器官展現(xiàn)出與正常器官相似的結(jié)構(gòu)和功能特征。

 

  此外，CS納米線釋放的生物活性離子對(duì)于維持干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和自我更新至關(guān)重要，同時(shí)能夠促進(jìn)腸道類器官發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)通路Wnt/β-catenin傳導(dǎo)，并提高葡萄糖吸收和ATP代謝活性。這些發(fā)現(xiàn)為以硅酸鹽為代表的生物陶瓷材料在類器官研究中的應(yīng)用提供了重要依據(jù)。

 

  該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、上海市基礎(chǔ)研究特區(qū)計(jì)劃和上海“揚(yáng)帆計(jì)劃”等的支持，為類器官培養(yǎng)和功能化研究提供了新的思路和方法。