近期，亿万先生MR理学院资料生物学钻研所李江钻研员结合上海交通大学樊春海院士、吴际教授团队，研发了一种?可编程调控硬度的DNA水凝胶?，将其用作人为三维细胞表基质，实现了对雌性生殖干细胞“静息-激活”状态的可控转换。并且，这种DNA水凝胶包裹的雌性生殖干细胞保留了发育为健全后世的能力。该钻研成就近期颁发在Cell系列期刊《细胞·生物资料》（Cell Biomaterials）上。

图1. 可编程DNA水凝胶封装干细胞调控细胞命运

本世纪初，雌性生殖干细胞（FGSCs）的发现挑战了雌性哺乳动物诞生后卵巢中不再产生新生卵细胞的传统认知。吴际教授团队初次在成年幼鼠卵巢中成功分离并鉴定了拥有自我更新能力和分化潜能的FGSCs（Nat. Cell Biol. 2009, 11, 631.）。这一突破性发现不仅为再生医学提供了新的细胞起源，更在卵巢早衰医治、生育力保留等领域展示出辽阔利用远景。然而，若何实现FGSCs"静息-激活"状态的精准调控仍面对沉大挑战：传统二维造就系统因不足天然细胞表基质的力学微环境，易诱导干细胞产生表型漂移和分化潜能衰减。固然Matrigel等动物源性基质能部门仿照三维微环境，但其成分的高度异质性、显著的批次间差距以及潜在的免疫原性和伦理问题，严沉造约了机造钻研的深刻解析。这些技术瓶颈凸显了开发成明显确、力学个性可调的仿生造就系统的火急需要。

为相识决这些问题，钻研人员开发了一种?可编程硬度的DNA水凝胶?作为人为三维细胞表基质，调控FGSCs命运。钻研人员设计了一种基于杂交链式反映的等温分层水凝胶自组装系统，通过调节反映中成核剂与单体的比例，实现了DNA水凝胶贮存模量（硬度）在百帕到千帕领域内的调控。并且，这种调控险些不影响水凝胶中的DNA总浓度、化学组分和应力松弛速度等参数，为解耦钻研细胞表基质硬度成分对干细胞的影响提供了可能。他们的钻研发现,通过调节DNA水凝胶硬度能够有效地节造FGSC的命运。在较硬的凝胶中FGSCs出现伸展和增殖状态，在较软的凝胶中维持可逆的静息状态。更沉要的是，由软DNA水凝胶包裹后的静息FGSCs在被开释之后能够激活，进一步发育为职能性卵母细胞、胚胎、并产生健全的幼鼠后世,证明FGSCs的干性与增殖发育能力在DNA水凝胶中得到了无损保留。总之，拥有可定造硬度的DNA水凝胶代表了FGSCs体表工程的新工具，它在推进生殖和再生医学方面拥有辽阔远景。

 图2.由DNA水凝胶封装的幼鼠雌性生殖干细胞发育产生后世

本钻研得到了国度沉点研发打算、国度天然科学基金、新基石科学基金、上海交通大学2030打算等项主张赞助。

论文链接：https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(25)00135-7