一种基于多瓣结构微凝胶的单细胞组装和细胞3D共培养技术

近日，大连理工大学化工学部生命科学与技术学院王华楠教授课题组在《Small》杂志上报道了一种基于多瓣结构微凝胶的单细胞组装和细胞3D共培养技术。研究人员利用微流控液滴技术实现高通量制备可控微结构的水凝胶颗粒（微凝胶），并以微凝胶的多个独立腔室为三维基质，实现不同种类单个细胞的组装和共培养。这一技术为研究单细胞水平细胞间相互作用提供了新平台。

微流控制备复杂结构微尺度材料是近年来微纳米材料领域的研究热点，尤其是典型的多瓣微凝胶制备技术需要使用剧烈、快速的交联反应——往往导致细胞毒性而难以用于动物细胞固载。王华楠教授课题组与美国哈佛大学David Weitz教授课题组合作，成功建立了一步法、高通量制备多瓣微凝胶的微流控方法，并从证实这一方法包埋细胞的活性和功能性。

图1 微流控液滴技术制备可控微观结构的多瓣微凝胶。

研究人员进一步以阴阳结构（Janus）微凝胶为模板，在单细胞水平将间充质干细胞（MSC）与脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）包埋于单个微凝胶中，并观察到在同时包有两种单细胞的微凝胶中，MSC出现成骨分化。

图2 以多瓣结构微凝胶为三维基质实现不同种类单个细胞的组装和共培养。

张丽媛博士为该论文的第一作者，王华楠教授和哈佛大学David Weitz教授为共同通讯作者。该项目得到国家自然科学基金的资助。