大阪大学的科学家们开发了一种新型水凝胶，能够高效地进行人诱导多能干细胞(iPSCs)的三维(3D)培养。
通过创建一种独特融合蛋白，结合了纤维蛋白(fibrin)的特性和细胞粘附分子层粘连蛋白-511(laminin-511)的特性（层粘连蛋白-511是早期胚胎中支持多能干细胞的重要细胞外基质成分），该团队设计出了一种合成且安全的常规材料替代品。
他们的论文《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的增殖》已发表在Matrix Biology期刊上。
这种新材料为化学成分明确、临床适用的3D支架开辟了道路，可能替代Matrigel，从而产生具有医学意义的类器官，最终推动再生医学和药物发现的发展。
对更安全的3D培养材料的需求
类器官在再生医学中的日益广泛应用，迫切需要先进的3D培养基质。目前的标准材料Matrigel源自小鼠肿瘤，由于其成分不明确且来源于动物，不适合临床使用。
研究人员寻求一种安全、化学成分明确的替代品。虽然纤维蛋白凝胶是一种经过临床验证的生物材料，但它缺乏对干细胞的粘附性。本研究旨在通过将层粘连蛋白-511的强大粘附特性整合到纤维蛋白支架中来克服这一问题。
为干细胞设计新型支架
研究团队设计了一种独特的3D培养系统来克服这一局限。他们成功将对干细胞粘附和增殖至关重要的层粘连蛋白-511整合到基于纤维蛋白的凝胶中。纤维蛋白是一种天然的生物相容性蛋白质，使其成为理想的支架材料。
研究表明，人iPSCs可以在这种特殊凝胶"内部"成功生长，使它们能够在更接近活体组织中细胞生长方式的3D结构中增殖。与传统技术相比，这种方法有望更有效地维持细胞的活力和多能性。
在层粘连蛋白-511功能化纤维蛋白凝胶中生长的人iPS细胞。来源：大阪大学
对再生医学及其他领域的意义
这种创新的培养方法可能会彻底改变用于治疗的干细胞生产。作为一种化学成分明确、无异种成分的Matrigel替代品，用于3D干细胞培养，它直接解决了关键的安全性和可重复性问题。其更强的细胞粘附特性也为生成临床适用的类器官并推进再生医学铺平了道路，同时避免了动物源性材料的局限性。
"我们的层粘连蛋白-511 E8片段在2D培养中被广泛应用，但Matrigel在3D类器官创建方面仍然占据主导地位，"资深作者关口清俊(Kiyotoshi Sekiguchi)教授说。
"经过多次尝试和错误，我们最终设计出了这种Chimera-511蛋白。要完全替代Matrigel并达到临床应用水平的道路仍然很长，但这项工作是朝着这个方向迈出的重要一步。"
更多信息： 谷口幸正(Yukimasa Taniguchi)等人，《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的增殖》，Matrix Biology(2025)。DOI: 10.1016/j.matbio.2025.10.003
提供方：大阪大学
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