
干细胞治疗迎来重大突破!韩国科学家开发出新型3D培养技术,让干细胞在体内存活时间大幅延长,治疗效果显著提升。这项技术有望解决干细胞疗法长期面临的“存活率低”难题。
韩国科学技术院(KAIST)生命科学系的全尚勇教授研究团队于29日宣布,成功开发出一种增强人类脂肪源性干细胞功能的新型3D培养技术。该研究成果已于今年3月发表在《先进科学》国际期刊上。
人类脂肪源性干细胞可以从脂肪组织中获取,采集相对容易,且具有优异的增殖能力和低免疫排斥反应,因此在再生医学和细胞治疗领域被视为极具潜力的治疗细胞。然而,传统的2D平面培养方法存在局限性:随着培养时间的延长,干细胞会老化并失去原有的功能。
为了克服这一缺陷,研究者们一直尝试在3D结构中培养干细胞,但在确保干细胞移植后能够足够长久地存活且稳定发挥功能方面,仍然面临挑战。
研究团队将一种合成聚合物基质应用于细胞培养基底表面,诱导干细胞不再贴附在平面上生长,而是自行形成立体的细胞团——即球体。所使用的合成聚合物材料是一种由硅和氧组成的生物相容性聚合物,将聚硅氧烷紧密连接而成,团队将其命名为“聚-Z”。
聚-Z能够调节培养基底表面的物理和化学特性,使培养液中的白蛋白有效吸附在表面。这一过程阻止了干细胞附着在底部,促使它们聚集并以自组装方式形成3D球体。
值得注意的是,在聚-Z环境下生成的干细胞球体,其支持细胞的细胞外基质生成量有所增加。这表明该环境不仅仅是让细胞聚集在一起,更是营造了类似人体内部的环境。
实验结果显示,采用这种方法培养的干细胞,其分化和免疫调节能力较传统方法有所提升。它们在体内的存活时间也显著延长。在急性结肠炎和急性肝损伤的动物模型中,其治疗效果优于传统干细胞培养方法。
研究团队解释说,即使注射相同数量的干细胞,只要它们能在体内存活更久并更活跃地发挥作用,就能提高治疗效果。这为干细胞治疗开发中长期存在的低存活率问题提供了潜在的解决方案。
全教授表示:“这项研究表明,利用合成聚合物构建精确调控的3D培养环境,可以同时增强干细胞的功能和治疗效果。我们预计该方法将广泛用于开发针对包括炎症性疾病在内的各种顽固性疾病的下一代干细胞疗法。”
参考文献
《先进科学》(2026年),DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202518704