基质刚度
，作为细胞微环境中的关键物理要素，对细胞行为与命运发挥着极为重要的调控作用，不同程度的基质刚度可引导细胞走向不同的分化路径。其研究意义广泛：在
组织工程与再生医学领域
，模拟体内微环境，
助力骨、软骨等组织的修复再生
；在
疾病建模与药物筛选
方面，
构建更逼真病理模型
，加速新药研发；于
癌症研究
而言，影响肿瘤细胞多项特性，
调节刚度有望提升化疗效果；生物材料与细胞培养
领域，
优化培养条件，推动新型材料开发。
本期，
EFL
汇总了水凝胶基质刚度研究的应用案例，为相关研究者提供参考借鉴。
No.1
Bioactive Materials（IF=18）：GelMA、HAMA和PEG复合水凝胶模拟不同基质刚度探究整合素依赖的机械转导信号对破骨细胞命运的调节作用
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EFL合作产品：
甲基丙烯酰化透明质酸（EFL-HAMA-150K）
产品应用：
选择
GelMA、HAMA和PEG
水凝胶为载体，调整其浓度和交联时间，制备出范围为2.43 kPa到68.2 kPa的
基质刚度
。研究发现，
基质刚度显著影响破骨细胞分化：高基质刚度
（如68.2 kPa的H-gel）
促进破骨细胞形成，中等基质刚度
（如29.4 kPa的M-gel）则
促进前破骨细胞生成
。通过体内外实验，M-gel和H-gel条件成功
促进骨缺损部位的骨再生和血管生成，为骨组织工程和骨疾病治疗提供新策略。
参考资料：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.03.014
No.2
ACS Biomaterials Science & Engineering（IF=5.4）：GelMA水凝胶模拟三维基质刚度探究Piezo1介导的糖酵解促进胰腺导管腺癌化疗耐药性原理
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EFL合作产品：
甲基丙烯酰化明胶（EFL-GM-60）
、
光引发剂LAP（EFL-LAP）
产品应用：
以GelMA水凝胶为载体，构建了
模拟正常和癌变胰腺组织刚度的3D水凝胶
平台
。通过
调整GelMA浓度和紫外线照射时间，制备
了压缩模量分别为
4 kPa（软组）和40 kPa（硬组）的水凝胶
。研究发现，
胰腺导管腺癌细胞（PDAC）在硬组中化疗耐药性增强，
糖酵解相关基因和蛋白表达显著上调。进一步研究揭示Piezo1通道在硬组中被激活，其介导的糖酵解对化疗耐药性起关键作用。
该研究为开发针对PDAC的新型治疗策略提供了理论依据。
参考资料：
https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.4c01319
No.3
ACS Applied Materials & Interfaces（IF=8.3）：GelMA水凝胶模拟基质刚度调节淋巴内皮细胞以促进淋巴管生成
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EFL合作产品：
甲基丙烯酰化明胶（EFL-GM-30
）
产品应用：
以GelMA水凝胶为载体，通过
调整其浓度来改变基质刚度
，制备了5%（1.55 kPa）、7.5%（12.02 kPa）和15%（48.50 kPa）的水凝胶，以
探究基质刚度对淋巴内皮细胞（LECs）行为及淋巴管生成的影响
。研究发现，7.5%的GelMA水凝胶是促进淋巴管生成的最佳条件。这一研究
为组织工程和再生医学中淋巴管再生的生物材料设计提供了理论依据。
参考资料：
https://doi.org/10.1021/acsami.4c11767
No.4
Biomaterials Science（IF=5.8）：GelMA水凝胶基质刚度升高加剧自噬并诱导胰腺导管腺癌化疗耐药性
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EFL合作产品：
甲基丙烯酰化明胶（EFL-GM-60
）、
光引发剂LAP（EFL-LAP）
产品应用：
以
GelMA水凝胶为载体，模拟了健康胰腺组织（软基质，3.4 kPa）和胰腺癌组织（硬基质，38.5 kPa）的基质刚度。
通过调整GelMA浓度和紫外线照射时间，筛选出
最佳的软硬条件
。研究发现，硬基质显著增强了胰腺癌细胞的自噬水平，并诱导了化疗耐药性。这一发现
为胰腺导管腺癌的化疗耐药机制提供了新的见解，
并
为开发联合治疗策略提供了理论依据。
参考资料：
https://doi.org/10.1039/d3bm00598d
No.5
International Journal of Molecular Science（IF=4.9）：探究不同GelMA水凝胶的基质刚度对干细胞命运的调控机制
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EFL合作产品：
甲基丙烯酰化明胶（EFL-GM-30/60/90）
产品应用：
使用
GelMA 水凝胶为载体，构建了不同刚度（软、中、硬）的三维基质，模拟体内细胞微环境的力学特性。
通过转录组学和代谢组学分析，筛选出硬基质（39~45 kPa）条件下成骨相关基因表达显著上调，而软基质（7~10 kPa）条件下成脂和成软骨相关基因表达增加。该研究
揭示了 GelMA 水凝胶刚度对干细胞命运的调控机制，为组织工程和再生医学中精准调控干细胞分化提供了理论依据和潜在应用方向。
参考资料：
https://doi.org/10.3390/ijms24119311
