《Nature Materials》：具有单元可编程性的细胞凝胶

主要观点总结

本文介绍了一项创新研究，通过代谢糖工程策略，将人类细胞作为活性交联剂和活性材料的基本构建块，制造出具有类似组织功能和细胞可编程性的活性材料，称为“细胞凝胶”。这些细胞凝胶可以快速地组装成各种可编程的三维结构，具有生理相关的细胞密度、可调的机械性能和可操作性。它们继承了活细胞感知并响应环境的能力，显示出自主的组织整合行为、机械成熟、生物学自我修复、生物特异性粘附以及促进伤口愈合的能力。这项工作有潜力扩展到任何类型的人类细胞，为利用生物系统内在生物功能的活性材料制造打开了新的可能性。相关研究成果发表在《Nature Materials》杂志。

关键观点总结

关键观点1: 创新型研究内容提出了广泛的代谢糖工程策略，使人类细胞成为活性材料的基本构建块。

通过内源性生物合成细胞机制，将生物正交叠氮基团安装在细胞表面糖蛋白上，允许与环辛炔官能化生物材料进行无催化剂的应变促进的[3 + 2]叠氮-炔烃环加成（SPAAC）偶联。利用组织天然存在的细胞外基质中的糖胺聚糖透明质酸，功能性地修饰上悬垂的二苯并环辛炔（DBCO）部分，快速组装成宏尺度和组织密集的活性材料——细胞凝胶。

关键观点2: 细胞凝胶显示出生物特异性粘附和生物自愈能力。

细胞凝胶能够识别组织模拟的GelMA环境，并迅速附着到其细胞粘附基序上。成熟后，这些混合构建体能够桥接垂直间隙，展示无缝的结构，并保持生物特异性粘性，允许堆叠的细胞凝胶-GelMA构建体的模块化组装。

关键观点3: 细胞凝胶在组织工程和再生医学中具有潜在应用。

通过小鼠切除性伤口夹板模型验证，细胞凝胶显著加速了伤口闭合和再上皮化，相比之下，传统水凝胶对照组效果较差。这项研究为利用生物系统内在生物功能的活性材料制造提供了新的可能性。

文章预览

在整个发育过程中，细胞不断地被组织和物化成集体组合，最终形成一个功能齐全的人体。由于其丰富的细胞性质，天然组织能充当指导性生物工厂（例如，生物活性信号提示和细胞外基质（ECM）成分）以及识别传入的刺激并相应地调整其生物特性。尽管在模仿活组织的适应性方面的响应材料取得了显著进展，但细胞传递的独特生命属性超出了当前合成和半合成生物材料的范畴。因此，将人类细胞作为材料前体来制造具有类似组织功能和细胞可编程性的活性材料，是一种很有前景的方法。             来自葡萄牙阿威罗大学的João F. Mano等团队 开发了一组通过代谢工程改造的糖蛋白细胞单元，这些细胞单元能够相互连接，充当宏观组织构建块和生物效应器。 所产生的人类活性材料，被称为“细胞凝胶”（Cellgels），可以快速组装成各种可编程的三 ………………………………