邓林红教授团队揭示气道平滑肌组织形态形成物理新机制

  2021年9月28日，本院邓林红教授团队在Frontiers in Molecular Biosciences上发表了标题为Emergent Differential Organization of Airway Smooth Muscle Cells on Concave and Convex Tubular Surface的研究论文，报道了一种基于3D打印技术自主研发的3D曲面细胞培养芯片，利用该培养技术发现了气道平滑肌的定向排列和微组织功能化，揭示了气道平滑肌螺旋状组织形成的物理新机制，并为工程化的气道组织重建提供了技术基础。

  气道平滑肌细胞沿着管道螺旋缠绕分布，然而这种螺旋状分布的形成原因一直不为人知，这困扰着气道形态发育相关疾病的研究工作，同时也是气道组织工程再生技术不得不面对的挑战。围绕这一难题，邓林红教授团队巧妙利用聚合物3D打印技术创建了稳定可复制的柱状微曲面，并开发了相关的3D细胞培养技术。在这些技术的加持下，该团队发现了气道平滑肌细胞独特的生长模式：在管状曲面环境中斜向定向排列并形成一种类生理的螺旋状微组织。气道平滑肌细胞的这种定向排列行为与曲面的极性（凹/凸）相关，并受到曲面曲率的调控。当新生的细胞在曲面上粘附铺展，或损伤修复过程中细胞沿着曲面迁移时也遵循这一规律。这些研究揭示了气道平滑肌的形态形成以及形态维持受到管状曲面环境的调控。同时，气道平滑肌细胞在管状曲面上定向排列行为还伴随着表型的转化过程，上述发现不仅解释了气道平滑肌细胞螺旋状排列的可能机制，同时为这种新的培养体系在气道组织工程中的应用赋予了潜能。

  该研究在常州大学生物医学工程与健康科学研究院完成，第一作者金阳是常州大学和重庆大学联合培养的博士生，常州大学青年教师刘磊、石晓灏、郭佳等为本研究提供了技术支持，研究生余培丽、车波等参与了研究工作，北京大学的博士后林峰以及川大华西临床医学院的段翼远提供了技术咨询，常州大学罗明志和邓林红为该论文的通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金委员会项目的支持。

论文链接：http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmolb.2021.717771/full?&utm_source=Email_to_authors_&utm_medium=Email&utm_content=T1_11.5e1_author&utm_campaign=Email_publication&field=&journalName=Frontiers_in_Molecular_Biosciences&id=717771