水凝胶，最新Nature Nanotechnology！

主要观点总结

本文介绍了利用DNA微珠技术实现类器官内部时空控制的成形素梯度释放的研究。通过设计DNA微珠，满足可扩展性、可调力学、微注射兼容性、生物相容性和化学可改性等关键要求。DNA微珠技术可应用于类器官系统中，形成从内部到外部的成形素梯度，以更紧密地模拟体内器官的细胞类型多样性。该研究使用斑蝥视网膜类器官和早期胚胎进行实证研究，并将Wnt替代物与DNA微珠结合，实现时空控制的成形素释放，从而促进视网膜色素上皮的形成。相关研究成果发表在Nature Nanotechnology上。

关键观点总结

关键观点1: 一、DNA微珠的可定制材料特性

DNA水凝胶材料因其可通过序列特异性进行简单编程而广受欢迎。在这篇文章中，为了建立一种能够从类器官内提供化学线索的通用工具，研究者设计了DNA微珠，以满足多个关键要求。

关键观点2: 二、DNA微珠的类器官递送以及可控成形素梯度的形成

DNA微珠在显微注射过程中能够承受强大的剪切力而不会分解，可以稳定地存在于类器官系统中。研究者通过光可裂修饰和Wnt替代物的使用，展示了DNA微珠系统在类器官内形成化学线索梯度的实用性。

关键观点3: 三、更类活体的类器官

研究者通过将Wnt DNA微珠微量注射到RO中并随后释放Wnt替代物，诱导了RPE的形成，同时不抑制视网膜神经节细胞。这表明DNA微珠技术能够使RO的生物工程具有更接近体内视网膜的细胞类型组成。

关键观点4: 结论与展望

这项工作表明，细胞大小、刚度适应性强的DNA微珠可以通过显微注射整合到类器官中，并且它们的货物可以被光非侵入性地释放。该技术有望解决将成形素源实施到任何发育阶段的3D类器官细胞培养中的需求。

文章预览

类器官技术 类器官（Organoid）已成为基础研究、人类疾病建模和个性化医疗中广泛使用的工具，并已被用于各种组织。虽然包括视网膜类器官（RO）在内的类器官与体内同类具有许多相同的特性，但端点形态、细胞类型多样性和功能已被证明难以复制。成形素梯度（morphogen gradient）缺乏空间组织是限制类器官完全模拟相应器官并使其无法成为更具生理相关性的模型系统的重要因素之一。利用工程材料时空传递生物活性线索，最终指导类器官发育，可能是解决这些局限性的一条有前景的途径。 到目前为止，成形素梯度主要通过微流体装置、用生化铜对水凝胶进行图案化以及在类器官的极部整合转基因细胞信号中心在干细胞培养中实现。然而，这些方法只能提供从各个类器官的外部到内部的形态发生素梯度的单向斜率，使类器官的外细胞层不断暴露于 ………………………………