Cell子刊：中山大學劉純團隊開發無縫打印平臺，讓血管與微環境實現“無縫對話”！

在人體組織中，血管絕非簡單的運輸通道，它們與周圍微環境（如成纖維細胞、免疫細胞、細胞外基質）時刻進行著復雜的“對話”。這種對話在組織再生、傷口愈合乃至腫瘤發展中扮演著核心角色。然而，現有的研究模型，如二維培養或傳統3D生物打印，往往在材料間引入人工界面，形成一道道“墻”，阻隔了細胞間自然的物理接觸與信號交流。這就好比在通話中加了靜音鍵，讓我們無法真正理解血管是如何在生理或病理狀態下，通過與鄰居的直接“握手”來傳遞關鍵指令的。

2026年3月20日，中山大學劉純團隊在《Trends in Biotechnology》期刊發表題為《Seamless vessel-microenvironment bioprinting reveals contact-dependent vascular communications》的研究成果，報道了一種名為“懸浮基質”的新型膠原蛋白基生物打印系統，成功打破了材料間的界限，為揭開血管與微環境間的隱秘對話提供了強大工具。

研究團隊首先開發了一種由膠原蛋白和藻酸鹽構成的支撐浴，并加入納米級聚乙二醇化多面體低聚倍半硅氧烷進行改性。通過精確調控流變學性質，這種材料在打印時呈液態以保護細胞，升溫后則固化為連續且無界面的三維微環境。其自愈合和剪切稀化特性確保了打印結構的保真度，能輕松構建出螺旋、圓錐等復雜幾何形狀，為后續研究鋪平了道路。

為了模擬真實的組織環境，團隊采用了“同源”策略，即生物墨水和支撐浴的主要成分均為I型膠原蛋白。這種設計徹底消除了不同材料間的界面，允許細胞在打印后自由遷移和相互作用。高分辨率打印驗證顯示，該方法能精準構建多層網格結構，且在微觀結構、力學性能和成分上與天然細胞外基質高度相似，為細胞提供了無縫銜接的家園。

在驗證了材料的生物相容性后，團隊利用該平臺研究了血管與間質干細胞間的相互作用。通過設計空間上相鄰或直接接觸的兩種模型，他們發現，相比于僅靠分泌信號的“非接觸”模式，干細胞與血管內皮細胞的直接物理接觸更能顯著促進血管成熟：內皮細胞擴增率達到280%，且血管成熟標志物CD144和CD146的表達顯著提升。這表明，直接的“握手”是驅動血管功能成熟的關鍵。

進一步，團隊將平臺應用于腫瘤微環境建模。他們構建了包含內皮細胞、乳腺癌細胞和癌癥相關成纖維細胞的三組分模型。結果顯示，在成纖維細胞存在下，血管擴張幅度和腫瘤侵襲能力均顯著增強，腫瘤與血管間的距離在14天內幾乎完全閉合。成纖維細胞不僅自身向血管聚集，還重塑了基質，為腫瘤細胞開辟了通向血管的“通路”，生動再現了病理狀態下復雜的細胞協同作用。

最后，為了深入解析細胞間的“對話”內容，團隊對病理模型進行了單細胞測序分析。結果揭示了腫瘤微環境中內皮細胞發生了向間質轉化的轉錄組重編程，并描繪了復雜的配體-受體通訊網絡。例如，內皮細胞通過COL6A1與腫瘤細胞表面的CD44結合，直接促進腫瘤侵襲；同時，又與成纖維細胞通過COL6A1-SDC4軸相互作用，協同重塑微環境。這些分子層面的發現，將宏觀的細胞行為與微觀的分子機制緊密聯系起來。

READING

BioPeers

歡迎關注本公眾號，所有內容歡迎點贊，推薦??，評論，轉發~

如有錯誤、遺漏、侵權或商務合作請私信小編~~

歡迎大家投稿課題組 研究進展 、招聘及招生宣傳~

所有文章只為科普、科研服務，無商業目的~