美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)Phil G. Campbell教授利用MicroFab的噴墨打印技術(shù)制備細(xì)胞外囊泡（EVs）微環(huán)境，解決了由于缺乏明確的固相外泌體/ECM微環(huán)境的體外模型的問題，用于研究外泌體介導(dǎo)的ECM效應(yīng)的機(jī)制，該技術(shù)也可以直接轉(zhuǎn)化為體內(nèi)應(yīng)用，用于向組織遞送局部外來體。

介紹

細(xì)胞外囊泡（EVs）是一種由蛋白質(zhì)磷脂膜包裹的異質(zhì)囊泡群，EVs存在于所有體液中，并在健康和疾病中介導(dǎo)局部和全身細(xì)胞間通訊，EV介導(dǎo)的細(xì)胞間通信在正常和病理生理條件下都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。外泌體是細(xì)胞外囊泡的一個子集，其運輸多種細(xì)胞信號分子，與生長因子類似，外泌體以可溶液相形式和固定固相形式存在，結(jié)合在細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）內(nèi)。外泌體因其作為疾病生物標(biāo)志物和治療靶點的潛力而受到越來越多的關(guān)注（如圖1所示）。
 

▲ 圖1 組織微環(huán)境中存在的外泌體的示意圖。
 

▲ 圖2 外泌體墨水配方和生物印刷；a）定制噴墨生物打印機(jī)的照片；b）各種外來體生物墨水配方的Zeta潛在值；c）不同外泌體油墨配方的液滴體積；d）不同外來體油墨配方的液滴速度；e）珠上流式細(xì)胞儀直方圖，顯示生物打印過程中外來體膜的穩(wěn)定性。

▲ 圖3 a）PKH26標(biāo)記的外泌體與不同ECM涂覆的蓋玻片的結(jié)合效率；b）外泌體微環(huán)境對1型膠原涂層蓋玻片的打印調(diào)節(jié)，60µm噴頭產(chǎn)生直徑約75µm的點；c）兩種不同外泌體群體的組合陣列顯示了對沉積液滴分辨率的控制；d）外泌體模式在體外條件下持續(xù)4天。

結(jié)論
首次展示了高度受控的基于噴墨的生物制造，明確定義的外來體微環(huán)境具有生物活性，以空間受控的方式影響細(xì)胞行為。通過利用從不同巨噬細(xì)胞亞群（M0、M1和M2）分離的外泌體并通過測定其對C2C12細(xì)胞肌生成的影響，確認(rèn)了生物打印微環(huán)境的生物活性和對細(xì)胞反應(yīng)的空間控制。這些觀察結(jié)果可以轉(zhuǎn)化為固定化策略，允許制造定義明確的固相外泌體微環(huán)境，以更好地理解其生物學(xué)，并最終實現(xiàn)外源性載藥外泌體的可控、局部遞送，與其天然貨物協(xié)同工作。噴墨打印技術(shù)將有助于研究固相外泌體在生理和病理生理條件下的作用，并代表了一種定位外泌體遞送的新方法。

參考文獻(xiàn)：
[1] Yerneni S S ,  Whiteside T L ,  Weiss L E , et al. Bioprinting exosome-like extracellular vesicle microenvironments[J]. Bioprinting, 2019.