堵塞的微纤维墨水实现了精确对齐的3D打印技术，从而用于表观遗传肌肉再生

《Advanced Fiber Materials》：Jammed Microfiber Inks Enable Aligned 3D Printing for Epigenetic Muscle Regeneration

纤维排列通过表观遗传调控促进肌肉再生。研究开发3D打印定向水凝胶微纤维墨水（GelNB，300μm直径），体外证实定向纤维诱导肌细胞核长宽比增加、染色质解折叠，24小时内表观遗传测序显示激活肌原分化核心调控因子及机械敏感转录因子，RNA测序验证广泛基因表达差异。体内 volumetric muscle loss模型显示水平定向纤维组再生效果优于垂直对照组，组织恢复率提升且纤维化减少。实验首次系统阐明物理结构-表观遗传-再生性能的关联机制，为再生纤维材料开发提供新范式

　　

摘要

细胞外基质中的纤维排列为组织再生提供了关键的地形线索，但其背后的表观遗传机制仍不甚明了。在此，我们开发了可3D打印的水凝胶微纤维墨水，以系统研究排列有序的地形如何通过表观遗传调控驱动肌肉再生。明胶-诺尔伯烯（GelNB）微纤维（直径约300微米）通过紫外线交联制备而成，随后被破碎并混合，形成可用于挤出式3D打印的剪切稀化墨水。这种排列有序的微纤维支架能够促进C2C12小鼠骨骼肌祖细胞的排列，增加细胞核的纵横比并促使染色质解凝。利用测序技术检测可被转座酶结合的染色质，发现24小时内染色质发生了快速重塑，新的可结合位点上出现了主要的肌生成调节因子和机械敏感型转录因子富集。RNA测序进一步证实了广泛的基因表达差异，表明物理排列能够改变染色质的可及性，从而激活肌肉分化相关的转录程序。通过体积性肌肉损失模型进行的体内验证表明，与对照组（纤维垂直排列）相比，使用水平排列纤维的支架组表现出更优的肌肉再生效果，组织恢复能力更强且纤维化程度更低。体外观察到的表观遗传变化在体内得到了证实，这验证了地形线索与组织再生过程中染色质重塑之间的机制联系。这些发现表明，3D打印的有序微纤维结构能够系统地调控表观遗传机制，从而指导肌肉再生，为再生性纤维生物材料的开发提供了一个强大的平台。

图形摘要