胶原基材料在生殖医学和生殖组织工程中的应用

点击数:7452022-04-28 08:46:33 来源: 四川大学 制革清洁技术国家工程研究中心

摘要:四川大学生物质材料绿色制造国家工程研究中心(原制革清洁技术国家工程实验室)郭俊凌教授、华西二院资阳妇保院院长兼党委书记秦朗教授、华西二院生殖医学科张曜耀主治医师发表的题为“Collagen-based materials in reproductive medicine and engineered reproductive tissues”的综述作为了Collagen and Leather纸质刊2022年第一期封面文章以及网络版Feature Article

  

  四川大学生物质材料绿色制造国家工程研究中心(原制革清洁技术国家工程实验室)郭俊凌教授、华西二院资阳妇保院院长兼党委书记秦朗教授、华西二院生殖医学科张曜耀主治医师发表的题为“Collagen-based materials in reproductive medicine and engineered reproductive tissues”的综述作为了Collagen and Leather纸质刊2022年第一期封面文章以及网络版Feature Article (https://jlse.springeropen.com/)。该综述首先从材料层面总结了胶原基材料在生殖医学中的形式,其次从临床角度整理了目前胶原基材料在生殖医学和生殖组织工程中的应用,并且为胶原基材料在生殖医学领域的发展提出了新的思路。四川大学华西第二医院2020级博士研究生陈晗笑、薛璐琪住院医师和工程研究中心龚贵东博士后为共同一作。


  本文首先介绍了胶原基材料在生殖医学中的应用形式,包括胶原基水凝胶支架、去细胞化的细胞外基质和用于3D生物打印的生物墨水。胶原蛋白与其它材料交联可显著增强胶原水凝胶的机械和生物稳定性,胶原水凝胶可用于许多领域,包括体外3D组织培养,生殖组织和器官的重建和移植;去细胞化基质(dECM)可以通过去除组织或器官的细胞成分同时保留ECM的3D结构和生化成分来获得,dECM已被广泛用于生殖组织工程,但在保持其结构和生化功能的同时,恢复dECM的机械强度并延缓体内快速降解具有挑战性;3D生物打印的特点是使用充满细胞的"生物墨水"直接实现组织和器官重建,使用胶原基材料生物墨水的3D生物打印具有一定优势,但其在生殖组织和器官中还有很长的路要走。

  另外,本文全面综述了胶原基生物材料在生殖组织工程中的应用,主要包括卵巢组织工程、子宫组织工程、宫颈阴道组织工程和盆底重建等,揭示了胶原在生殖医学相关材料开发中的巨大潜力。目前已有利用胶原基水凝胶进行卵巢组织体外3D培养、将dECM用于冻存的人卵巢组织再移植、通过3D打印构建卵巢等研究;子宫组织工程是解决绝对子宫性不孕的唯一方案,目前研究多应用子宫dECM支架进行子宫组织重建;在宫颈阴道组织工程中,胶原或dECM支架具有优越的生物相容性、不产生免疫排斥反应,使患者免于通过自体组织阴道成形术进行传统重建的额外创伤,利于伤口愈合;已有研究利用涂有ECM或胶原蛋白的合成聚丙烯(PP)材料来进行盆底重建,但生物降解性较差,胶原蛋白电纺丝材料有可能提高生物相容性和生物降解性;此外,胎盘dECM在再生医学中也有重要作用。

  总结与展望:胶原在生殖医学与生殖组织工程中具有广泛的发展前景。未来胶原基材料在生殖医学应用的建议包括:(1)生殖医学相关材料制备与传统皮革之间的联系,皮革工业在数千年发展过程中积累的宝贵经验对生殖医学以及生殖组织工程相关材料的开发起到指导作用;(2)胶原基生物材料具有优越的生物相容性和生物降解性,可能用于制备软电子材料,基于胶原蛋白的软电子材料在健康监测领域具有广阔的应用前景;(3)胶原基生物材料因其生物相容性高,副作用少,有望成为更精确的激素替代治疗(HRT)材料;(4)胶原基材料可以用于生殖组织再生、器官重建和人工子宫。总之,本文可为胶原基生殖医学相关材料的发展提供了有价值。

参考文献

  Collagen-based materials in reproductive medicine and engineered reproductive tissues.Hanxiao Chen, Luqi Xue, Guidong Gong, Jiezhou Pan, Xiaoling Wang, Yaoyao Zhang*, Junling Guo* and Lang Qin*


文章链接:

  https://doi.org/10.1186/s42825-021-00075-y

作者简介

  

  郭俊凌,国家“海外高层次人才计划”青年专家、四川省“高层次人才计划”专家,博士生导师,加拿大英属哥伦比亚大学客座教授,教育部轻工技术与工程学科评估专家,教育部科学技术奖评委专家,成都市“蓉漂计划”国家级领军人才创新创业项目获得者,成都市高新区产业教授,中国科学技术协会/中国化学会《Chinese Chemical Letters》编委会委员,川渝科技学术大会二等奖,四川大学科学技术奖优秀科技人才奖获得者。郭俊凌教授主要参与建立了以植物多酚(植物单宁)和皮胶原纤维为核心的生物质基先进材料研究方向,尝试解决了包括重大疾病治疗、生殖医学健康、先进农业技术、微生物绿色合成、高效海水提铀、新一代能源电池等多个领域的重要科学问题,受到国内外学者的广泛关注。相关研究以通讯/第一作者在《Science》、《Nature Nanotechnology》、《Science Advances》等国际顶级期刊上发表,共发表论文90余篇,并被多家国际著名新闻媒体报道,包括美国科学促进会EurekAlert!、哈佛大学Harvard Gazette、德国之音等。依托四川大学国家“双一流”重点建设学科,建立了生物质先进材料研究中心(https://www.bmicenter.org/),带领高度学科交叉的研究团队,开展了生物质先进材料与纳米尺度界面的基础研究,同时牵动引领了轻工与跨学科协同发展。 

  秦朗,中共党员,四川大学华西第二医院教授,硕士研究生导师,现被四川大学华西二院派往资阳市妇幼保健院担任院长兼党委书记,四川省医学会生殖医学分会委员,四川省医学会科普医学副主任委员,中国康复医学会生殖健康专业委员会委员,中国中西医结合会男科专委会委员,中国优生科学协会生殖医学与生殖伦理学分会委员,妇幼健康研究会生殖免疫学专业委员,2016年获中国妇幼保健协会妇科内分泌全国巡讲优秀青年专家,2017年获成都“十大青年医生”。2017年获成都“青年医生公益大奖”。2019年获中共团省委“十佳青年思想政治宣讲团”成员。2019年入选“中国复发性流产诊治精英联盟”。2019年获中国妇基会“全国优秀志愿者”称号。2020年获“资阳市雁江区医药卫生突出贡献奖”。2020年获第六届四川省“互联网+”大学生创新创业大赛优秀创新创业导师。2021年获第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖指导教师,2021年获得四川大学“十大未来名师奖”。承担国家级、省部级科研课题12项,其中已经结题课题8项,在研课题4项,发表SCI英文论文30余篇,中文核心30余篇。特别在自身免疫疾病与流产领域在Ann Rheum Dis、CMJ、Eur J Cancer等杂志发表论文。


   张曜耀,四川大学华西第二医院硕士生导师、四川省特聘专家、省高层次人才计划青年专家。主持国家自然科学基金,中国博士后科学基金特别资助、一等资助,四川省高层次人才计划,省科技计划项目,成都市科技局项目等多项纵向项目。作为一作或通讯作者(含共同)在Molecular Cell, Signal Transduction & Targeted Therapy,European Journal of Cancer等国际重要学术期刊发表学术论文二十余篇,研究成果被Nature, Cell, Nature Medicine, Nature Cell Biology, Endocrine Reviews等国际顶级学术期刊引用。获国家专利两项,作为副主编出版《如何保存生育力》,参编《生殖内分泌学》等专著。曾在欧洲生殖年会(ESHRE),国际生育联盟大会(IFFS),亚太生殖年会(ASPIRE)等国际重要学术大会做特邀报告。



期刊简介

  Collagen and Leather,原名Journal of Leather Science and Engineering,是在中国科技期刊国际影响力提升计划高起点新刊项目资助下创办的胶原与皮革领域重要学术期刊,由教育部主管,四川大学主办,Springer合作出版,主编为中国工程院院士四川大学石碧教授和英国北安普顿大学终身名誉教授Anthony Dale Covington,已被Scopus收录,正在申请ESCI、EI、中国科技核心期刊等数据库,未来两年影响因子将定位于7.0-8.0

  期刊官网:https://jlse.springeropen.com/

  Collagen and Leather招募青年编委,有意向者可将简历发送至jlse@scu.edu.cn。