Liquid–Liquid Phase Separation-Mediated Cellular-Scale Compartmentalization of Hydrogel Covalent Cross-Linking Promotes Microtubule-Based Mechanosensing

化学 分区(防火) 微管 共价键 生物物理学 分离(统计) 液态液体 比例(比率) 色谱法 细胞生物学 生物化学 有机化学 物理 量子力学 机器学习 计算机科学 生物
作者
Jianyang Zhao,Yuan‐Chao Hu,Hao Li,Caikun Liu,Zhiqiang Nie,Zekun Chen,Qiangjun Ling,Zhuo Li,Pengchao Zhao,Bin Song,Kunyu Zhang,Liming Bian
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c00079
摘要

Controlled liquid-liquid phase separation (LLPS) plays an important role in the formation of a heterogeneously structured extracellular matrix (ECM) consisting of densely cross-linked stiff structures compartmentalized in a loosely cross-linked matrix. Moreover, the mechanical cues presented by the cellular-scale structural heterogeneity of the ECM facilitate the mechanotransduction of cells and subsequent cellular development. Therefore, developing ECM-mimetic hydrogels with compartmentalized structural heterogeneity as inductive cell carriers is highly desirable but challenging. Inspired by the ECM formation process, we capitalized on the temperature-assisted LLPS of a custom-designed temperature-responsive macromer (TRM) to concentrate and compartmentalize the TRM in the dense phase of the phase-separated precursor solution while keeping the gelatin comacromer complex in the dilute phase. The subsequent cross-linking produces the cellular (micron)-scale microdomains with dense covalent cross-linking interspersed in the loosely cross-linked cell-adaptable interdomain hydrogel matrix. The obtained ECM-mimetic heterogeneous hydrogel, which is solely cross-linked by covalent bonds, promotes extensive spreading, microtubule-based mechanotransduction, and autophagic flux of encapsulated human mesenchymal stem cells (hMSCs), thereby enhancing osteogenesis and bone regeneration. Our findings not only provide valuable guidance for the fabrication of ECM-mimetic biomaterials via LLPS-mediated assembly but also shed light on the mechanobiological mechanism underlying the regulation of cellular development by mechanical cues of the ECM.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
Eris完成签到,获得积分20
3秒前
奕奕发布了新的文献求助10
4秒前
木木发布了新的文献求助80
4秒前
Gong发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
beplayer1完成签到 ,获得积分10
6秒前
闵凝竹完成签到 ,获得积分0
10秒前
王小嘻完成签到 ,获得积分10
12秒前
Gong完成签到 ,获得积分10
13秒前
Jasper应助木木采纳,获得50
14秒前
奕奕完成签到,获得积分10
20秒前
传奇3应助学术白菜采纳,获得10
24秒前
25秒前
千空发布了新的文献求助10
25秒前
震动的听枫完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
27秒前
翠翠发布了新的文献求助10
29秒前
hulala发布了新的文献求助10
30秒前
916应助rrrrroxie采纳,获得30
30秒前
JamesPei应助爱听歌的青筠采纳,获得10
30秒前
31秒前
123发布了新的文献求助10
32秒前
36秒前
Yina发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
耽书是宿缘完成签到,获得积分20
41秒前
41秒前
42秒前
叶映安发布了新的文献求助10
42秒前
44秒前
45秒前
jonghuang发布了新的文献求助10
46秒前
坚定语蕊发布了新的文献求助10
49秒前
柔之发布了新的文献求助10
50秒前
55秒前
CCY完成签到 ,获得积分10
56秒前
saberLee完成签到,获得积分10
56秒前
翠翠完成签到,获得积分20
57秒前
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778363
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324059
关于积分的说明 10216978
捐赠科研通 3039300
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667944
邀请新用户注册赠送积分活动 798438
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758385