胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶及用于兔骨髓间充质干细胞的三维培养

摘要

目的构建一种模拟细胞外基质的胶原模拟多肽-聚乙二醇（PEG）杂化水凝胶并应用于兔骨髓间充质干细胞（rBMSCs）的三维（3D）培养。方法利用胶原模拟多肽末端的半胱氨酸与马来酰亚胺修饰的多臂PEG偶联形成杂化水凝胶,圆二色谱表征胶原模拟多肽的三螺旋结构及其热稳定性,流变学检测和扫描电镜观察研究杂化水凝胶的成胶过程、机械强度及水凝胶内部结构。将rBMSCs包埋于杂化水凝胶中进行3D培养,检测水凝胶的细胞相容性及其对rBMSCs分化的影响。结果胶原模拟多肽能自发形成天然胶原的三螺旋结构,其热变性温度为49.4℃。胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶成胶迅速,内部呈现多孔的网络状纤维结构;杂化水凝胶3D培养rBMSCs 24 h后,绝大部分细胞保持存活状态,基因表达分析结果显示该水凝胶体系构建的3D培养环境能影响rBMSCs的分化。结论胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶制备条件温和,具有良好的机械强度和细胞相容性,有利于rBMSCs的软骨分化。