《npj Biomedical Innovations》：Surface modified electrospun scaffold supports iPSC-derived limbal stem cell function
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本研究针对角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)治疗中生物支架材料存在的批次差异大、机械性能不可控等瓶颈，开发了经大气等离子体处理并功能化细胞外基质蛋白的电纺聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)支架。通过激光微穿孔技术提升支架透光率至60%，证实层粘连蛋白-521功能化表面可显著增强诱导多能干细胞来源角膜缘干细胞(iPSC-LSC)的黏附存活能力，并促进干细胞标志物(ΔNp63/ABCG2)和角膜上皮分化标志物(CK3/IVL)表达，为自体化角膜再生医学提供了可降解的合成材料平台。
当角膜缘干细胞（Limbal Stem Cells, LSCs）这个位于角膜边缘的“再生工厂”因化学烧伤或疾病受损时，会导致角膜缘干细胞缺乏症（Limbal Stem Cell Deficiency, LSCD），使角膜失去透明性而致盲。目前临床使用的羊膜等生物支架存在供应有限、降解不可预测等问题。这项发表于《npj Biomedical Innovations》的研究创新性地开发了表面修饰的电纺PLGA支架，为iPSC衍生的LSCs移植提供了理想载体。
研究团队通过高压静电纺丝技术制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物（Poly Lactide-co-Glycolic Acid, PLGA）纤维膜，采用大气等离子体处理其表面后固定IV型胶原（Collagen IV）和层粘连蛋白-521（Laminin-521）。通过皮秒激光切割引入200微米微孔提升透光率，利用飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）和免疫荧光验证蛋白修饰效果。将人诱导多能干细胞（induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）分化为LSCs后接种于功能化支架，通过活死染色、代谢活性检测、细胞骨架染色及基因表达分析评估细胞行为。
支架形态与光学性能
扫描电镜显示电纺纤维直径1.757±0.20微米，激光穿孔后透光率提升至60%（图2）。微孔间距50微米组透光效果优于100微米组，为角膜移植所需透明度奠定基础。
表面功能化表征
ToF-SIMS成像显示等离子体处理使胶原IV均匀覆盖支架表面（图3A），免疫荧光证实蛋白生物活性保留（图3B），为细胞提供仿生微环境。
iPSC-LSCs存活与增殖
层粘连蛋白-521修饰组在7天内维持最高细胞活性（图4）。活死染色显示该组细胞存活率显著优于单纯胶原IV组，表明层粘连蛋白-521是支撑iPSC-LSCs的关键基质蛋白。
细胞形态特征
细胞在功能化支架上呈现典型上皮细胞铺路石样形态（图5），F-肌动蛋白荧光染色显示完整细胞骨架，扫描电镜证实细胞形成致密多层结构。
干细胞特性与分化潜能
免疫荧光检测到ΔNp63、ABCG2等干细胞标志物高表达（图6），qPCR显示支架组ABCG2、CK14等基因表达上调（图7），提示细胞保持干性同时向角膜上皮分化。
该研究首次将iPSC-LSCs与电纺PLGA支架结合，突破传统生物材料限制。层粘连蛋白-521功能化表面能有效维持细胞干性，微孔设计平衡透明度与质量传输。未来通过优化纤维刚度、建立气液共培养模型等改进，这种可降解合成支架有望成为LSCD个性化治疗的新平台。
