摘要:
                                通过控制光束的应用,可以在空间和时间上操纵水凝胶的物理化学特性。然而,水凝胶光图案化的方法要么不能保持脆弱蛋白质的生物活性,因此仅限于短肽,要么已用于通常不支持三维(3D)细胞生长的水凝胶中。在这里,我们展示了通过用所需的细胞外基质(ECM)蛋白和生长因子对水凝胶进行微图案化,可对原代人类间充质干细胞的三维侵袭进行时空控制。活化的转谷氨酰胺酶因子XIII(FXIIIa)--一种关键的ECM交联酶--的多肽底物,通过用易受光照的笼基遮蔽其活性位点而变得光敏。将笼状 FXIIIa 底物共价掺入聚乙二醇水凝胶中,然后进行激光扫描光刻,就能实现高度定位的生物大分子拴系。这种在凝胶中对细胞进行三维操控的方法为研究和操控细胞信号开辟了道路。在三维水凝胶中绘制生理相关蛋白质的图案而不影响蛋白质的活性和稳定性一直是个难题。现在,通过使用酶交联反应,可以在合成水凝胶中原位控制几乎任何所需的蛋白质的光触发固定。这种方法可用于操纵细胞,对间质干细胞侵入聚乙二醇水凝胶的三维控制就证明了这一点。