Enhanced mechanosensing of cells in synthetic 3D matrix with controlled biophysical dynamics

自愈水凝胶 生物物理学 三维细胞培养 纳米技术 化学 超分子化学 细胞 材料科学 分子 生物化学 生物 有机化学
作者
Boguang Yang,Kongchang Wei,Claudia Loebel,Kunyu Zhang,Qian Feng,Rui Li,Siu Hong Dexter Wong,Xiayi Xu,Chunhon Lau,Xiaoyu Chen,Pengchao Zhao,Chao Yin,Jason A. Burdick,Yi Wang,Liming Bian
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:12 (1) 被引量:147
标识
DOI:10.1038/s41467-021-23120-0
摘要

Abstract 3D culture of cells in designer biomaterial matrices provides a biomimetic cellular microenvironment and can yield critical insights into cellular behaviours not available from conventional 2D cultures. Hydrogels with dynamic properties, achieved by incorporating either degradable structural components or reversible dynamic crosslinks, enable efficient cell adaptation of the matrix and support associated cellular functions. Herein we demonstrate that given similar equilibrium binding constants, hydrogels containing dynamic crosslinks with a large dissociation rate constant enable cell force-induced network reorganization, which results in rapid stellate spreading, assembly, mechanosensing, and differentiation of encapsulated stem cells when compared to similar hydrogels containing dynamic crosslinks with a low dissociation rate constant. Furthermore, the static and precise conjugation of cell adhesive ligands to the hydrogel subnetwork connected by such fast-dissociating crosslinks is also required for ultra-rapid stellate spreading (within 18 h post-encapsulation) and enhanced mechanosensing of stem cells in 3D. This work reveals the correlation between microscopic cell behaviours and the molecular level binding kinetics in hydrogel networks. Our findings provide valuable guidance to the design and evaluation of supramolecular biomaterials with cell-adaptable properties for studying cells in 3D cultures.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大模型应助LM采纳,获得10
1秒前
霜序十六发布了新的文献求助10
3秒前
852应助蓝莓妮儿采纳,获得10
3秒前
杨胜菲发布了新的文献求助10
4秒前
wu发布了新的文献求助10
4秒前
Akim应助花凉采纳,获得10
5秒前
5秒前
东东完成签到 ,获得积分10
8秒前
Jasper应助小米椒采纳,获得10
9秒前
LX发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
yeah发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
华仔应助DAIOKD采纳,获得10
12秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
十一关注了科研通微信公众号
13秒前
LL完成签到 ,获得积分10
15秒前
姜丝罐罐n完成签到 ,获得积分10
16秒前
怡然的扬发布了新的文献求助10
17秒前
LM发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
小慧儿发布了新的文献求助10
21秒前
ding应助张帆采纳,获得10
22秒前
蓝莓妮儿发布了新的文献求助10
22秒前
CodeCraft应助美满的绮兰采纳,获得10
23秒前
24秒前
冷酷的水壶完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
脑洞疼应助深情的火龙果采纳,获得10
25秒前
体贴成危完成签到,获得积分10
26秒前
11完成签到 ,获得积分10
28秒前
小扇发布了新的文献求助10
29秒前
轻烟含翠发布了新的文献求助10
29秒前
coco完成签到 ,获得积分10
30秒前
大秦帝国发布了新的文献求助10
31秒前
勤奋柚子发布了新的文献求助10
31秒前
33秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5571900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4657057
关于积分的说明 14719219
捐赠科研通 4597883
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2523461
邀请新用户注册赠送积分活动 1494260
关于科研通互助平台的介绍 1464374