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  美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的王勇教授團(tuán)隊(duì)受植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和房屋建造的啟發(fā)，在哺乳細(xì)胞表面成功地構(gòu)建出仿生細(xì)胞壁。該研究剛剛發(fā)表在Nature Communications。 

  與植物和微生物細(xì)胞不一樣，哺乳細(xì)胞沒有在長期生物進(jìn)化過程中進(jìn)化出細(xì)胞壁。環(huán)境輕微的變化就會(huì)對(duì)哺乳細(xì)胞產(chǎn)生極大的損傷。因此，雖然人和動(dòng)物細(xì)胞在細(xì)胞治療、組織工程、3D生物打印等先進(jìn)技術(shù)中擁有廣泛的應(yīng)用前景，但在臨床和工業(yè)實(shí)際的應(yīng)用中卻是非常少。面對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，在過去的幾十年的時(shí)間里，人們?yōu)榱吮Ｗo(hù)哺乳細(xì)胞嘗試了各種各樣的方法和材料。例如，微流控封裝、聚電解質(zhì)吸附等。但這些方法和材料面臨著很多亟待解決的問題，如單細(xì)胞封裝效率低、材料/細(xì)胞體積比過高、材料毒性大、細(xì)胞封裝條件不具有細(xì)胞相容性、依賴復(fù)雜的制備過程或設(shè)備等。

  理想的細(xì)胞保護(hù)方法是在生理相容性的條件下，僅通過簡單的操作就可以在細(xì)胞表面構(gòu)建納米尺度的保護(hù)層。王勇教授團(tuán)隊(duì)受植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，發(fā)展了一種全新的、具有廣譜意義的細(xì)胞封裝方法。他們利用在細(xì)胞表面的聚合生長的DNA作為模板和結(jié)構(gòu)框架，實(shí)現(xiàn)了海藻酸在細(xì)胞表面的層層組裝，并進(jìn)一步利用聚電解質(zhì)交聯(lián)得到納米尺度的細(xì)胞保護(hù)層。這種全新的技術(shù)不需要任何復(fù)雜的設(shè)備，也不需要長時(shí)間或重復(fù)的操作，只需要在生理?xiàng)l件下將細(xì)胞和材料進(jìn)行簡單的混合，就可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞大批量的有效封裝和保護(hù)。

  這種仿生細(xì)胞壁可以有效地增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境破壞的抵抗力（包括離心剪切力、滲透壓等物理刺激以及免疫細(xì)胞進(jìn)攻等生物刺激），保護(hù)哺乳細(xì)胞的活性。該團(tuán)隊(duì)為了展現(xiàn)這個(gè)新概念的廣譜性，實(shí)驗(yàn)中用了五種不同的動(dòng)物或人的細(xì)胞。無一例外，仿生細(xì)胞壁可以在所有的細(xì)胞表面構(gòu)建起來。為了進(jìn)一步展現(xiàn)這個(gè)新概念的應(yīng)用潛力價(jià)值，研究人員在人類間充質(zhì)干細(xì)胞表面構(gòu)建仿生細(xì)胞壁，將其移植到小鼠體內(nèi)。結(jié)果表明擁有仿生細(xì)胞壁的干細(xì)胞在小鼠體內(nèi)不僅存活時(shí)間延長，同時(shí)可以保留正常的細(xì)胞功能，通過分泌生長因子促進(jìn)局部的血管生成。該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在未來的科研中，進(jìn)一步探索將該技術(shù)原理廣泛用于各種細(xì)胞移植、疾病治療、生物打印等領(lǐng)域的可能性。該團(tuán)隊(duì)的其它相關(guān)研究還發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition 。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10231-y