用于细胞命运系统级分析的三维微环境微阵列

哺乳动物细胞在组织中的行为受三维（3D）微环境的支配，并涉及由细胞外基质（ECM）、细胞间相互作用和可溶因素提供的生化和机械信号之间的动态相互作用。这种微环境的复杂性以及由这些相互作用引起的上下文依赖性细胞反应对理解潜在调控机制构成了主要挑战。在这里，我们开发了一种实验范式，通过同时合成超过1,000种独特的微环境，利用机器人纳升液体分配技术，来解析各种相互作用因素的作用，并探测它们对细胞命运的影响。利用这一新颖的3D微阵列平台，我们评估了基质弹性、蛋白水解降解性及三类不同信号蛋白对小鼠胚胎干细胞的综合影响，揭示了调控自我更新的相互作用的全面图谱。这种方法广泛适用于系统性理解多因素3D细胞-基质相互作用。与2D系统相比，3D细胞培养基质更接近干细胞的自然微环境。在这里，作者提出了一种3D细胞培养方法，以筛选环境参数对单个小鼠胚胎干细胞的自我更新和分化的影响。