組織工程是干細(xì)胞**的重要方向，是利用干細(xì)胞的各種功能細(xì)胞分化的潛能，實(shí)現(xiàn)組織重建。盡管干細(xì)胞向不同方向可控分化是組織工程重要的研究工作，但由于干細(xì)胞來(lái)源和可以得到細(xì)胞數(shù)量的限制，干細(xì)胞的大量擴(kuò)增獲得足夠數(shù)量的干細(xì)胞是進(jìn)行組織工程和干細(xì)胞**的基礎(chǔ)。令人遺憾的是，干細(xì)胞在長(zhǎng)時(shí)間體外培養(yǎng)和多次傳代的條件下，干細(xì)胞的干性會(huì)逐漸降低，并逐漸失去定向分化的能力，如何維持干細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)的干性，是組織工程面臨的重要問(wèn)題之一。雖然生長(zhǎng)因子可**維持細(xì)胞干性，但其價(jià)格昂貴、儲(chǔ)存過(guò)程中容易降解失效，臨床應(yīng)用受到一定限制。

近日，山東大學(xué)王書(shū)華、劉宏教授課題組使用無(wú)種子層法制備了一種氧化鋅納米棒陣列細(xì)胞培養(yǎng)襯底，選擇來(lái)源廣泛，容易實(shí)現(xiàn)自體干細(xì)胞移植的人脂肪來(lái)源干細(xì)胞作為研究對(duì)象，進(jìn)行了材料表面結(jié)構(gòu)對(duì)干細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控的研究，發(fā)現(xiàn)，脂肪來(lái)源干細(xì)胞在氧化鋅納米棒上存活、粘附和鋪展，培養(yǎng)2-3周后，細(xì)胞干性基因OCT4和NANOG 的表達(dá)水平均高于對(duì)照組（細(xì)胞培養(yǎng)板和氧化鋅薄膜襯底），OCT4和干細(xì)胞表面標(biāo)記物CD44的蛋白水平同樣高于對(duì)照組。將種植在氧化鋅納米板陣列上的細(xì)胞消化下來(lái)，細(xì)胞仍具有較快的增殖速度和較強(qiáng)的成骨、成脂分化能力。在長(zhǎng)期培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中可以檢測(cè)到鋅離子的持續(xù)緩釋，推測(cè)機(jī)理是鋅離子調(diào)控鋅指因子KLF4的表達(dá)，并促進(jìn)OCT4和NANOG 的表達(dá)。氧化鋅納米棒的特定形貌和適當(dāng)?shù)匿\離子釋放協(xié)同作用，使這種材料具有較強(qiáng)的干性維持效果。

研究者相信，此項(xiàng)研究將成會(huì)為指導(dǎo)細(xì)胞命運(yùn)、維持干性以及實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞的體外擴(kuò)增的有力手段，為獲取大量干細(xì)胞和滿足細(xì)胞**市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求開(kāi)辟一條新的途徑。相關(guān)論文以“Cellular Stemness Maintenance of Human Adipose-Derived Stem Cells on ZnO Nanorod Arrays”為題在線發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll. 201904099)上。