近日，公司博士研究生张盼在生物材料领域顶级期刊（Bioactive Materials，中科院一区，IF=14.593，生物材料领域排名第一，年发文量104篇）发表题为“3D collagen matrices modulate the transcriptional trajectory of bone marrow hematopoietic progenitors into macrophage lineage commitment”的研究性文章。通讯作者为杨慧教授。细胞微环境体外构建及造血干细胞力员工物学是杨慧教授团队的主要研究方向之一，旨在利用力学、生物学、医学、材料学等领域的交叉融合，为免疫细胞的临床应用开发奠定基础。

造血干细胞具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞、免疫细胞的潜能。在成体内，造血干祖细胞主要定居在骨髓区域，处于复杂的三维微环境中，细胞行为和功能受到微环境多种理化信号的维持和调控（图1）。而在体外，细胞活性及分化能力难以维持，是限制其临床应用的主要瓶颈，也是当前造血干研究领域亟待解决的基础科学问题。杨慧教授团队从骨髓微环境的物理特性出发，制备了一种可在体外培养细胞，同时又具有力学特性的三维水凝胶培养体系。该体系具有细胞相容性良好，弹性模量和孔径可调节的特点，可在体外支持造血干细胞和祖细胞的增殖，并促进造血干的髓系分化（图2）。通过对造血亚群的进一步标定，该研究发现这种具有特殊力学特性的水凝胶，能够在不添加化学诱导因子的条件下，在体外诱导产生一群活性更强的巨噬细胞亚群。该研究在细胞和分子水平上揭示了造血干细胞分化发育如何响应微环境物理信号，为实现造血干的体外定向分化调控提供了依据。（文/图：张盼；审核：杨慧）

图1 骨髓微环境内部多种理化信号与造血干细胞相互作用

图2 三维水凝胶培养体系产生多种造血细胞亚群