甲基丙烯酰化明胶/富血小板血浆复合水凝胶构建仿生微环境促进小鼠胰岛瘤细胞MIN6功能

背景:构建仿生微环境促进胰岛素分泌细胞存活及功能发挥,是胰腺组织工程的热点与难点.目的:基于甲基丙烯酰化明胶/富血小板血浆水凝胶构建仿生微环境,促进小鼠胰岛瘤细胞MIN6存活和功能表达.方法:将体积分数10％,30％,50％的富血小板血浆溶液分别与50 g/L的甲基丙烯酰化明胶混合,经Ca2+与凝血酶活化及紫外光照射固化成水凝胶,分别记为G+10P、G+30P、G+50P,同时制备单纯的甲基丙烯酰化明胶水凝胶(记为G),检测4组水凝胶的孔隙率、杨氏模量、溶胀性能与流变行为.将4组水凝胶分别与小鼠胰岛瘤细胞MIN6共培养,检测细胞形态与增殖活性,并进行qRT-PCR检测、胰岛素免疫荧光染色及胰岛素释放实验.结果 与结论:①复合成分水凝胶的孔隙率小于单一成分水凝胶、杨氏模量高于单一成分水凝胶,并且随着富血小板血浆浓度的增加,复合成分水凝胶的孔隙率与杨氏模量降低;G+30P、G+50P组溶胀率低于G组、G+10P组(P<0.05);复合成分水凝胶的储能模量、耗能模量均大于单一成分水凝胶(P<0.05);②光镜下可见,单一成分水凝胶表面的细胞呈团块样且散在分布,复合成分水凝胶表面的细胞呈团状,但生长速度更快、细胞团之间连接紧密;活死染色显示,各组水凝胶可促进细胞存活,其中G+30P组、G+50P组死细胞数量明显少于G+10P组、G组;CCK-8检测显示,复合成分水凝胶促进细胞增殖效果强于单一成分水凝胶,并且随着富血小板血浆浓度的增加,促增殖效果更明显;③qRT-PCR检测显示,与单一成分水凝胶比较,复合成分水凝胶可明显上调胰岛十二指肠同源盒1、胰岛素、葡萄糖激酶的mRNA表达,其中以G+30P组最明显;免疫荧光与胰岛素释放实验显示,与单一成分水凝胶比较,复合成分水凝胶可促进胰岛素蛋白的表达及胰岛素释放;④结果表明,甲基丙烯酰化明胶/富血小板血浆复合水凝胶可用于模拟胰岛素分泌细胞微环境,能够显著提高其存活和功能发挥.