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人血管类器官在血管药物研发与组织修复工程中具备巨大应用潜力。但传统液态培养方式，会导致人血管类器官在初期悬浮培养阶段发生自发性细胞融合，且无法营造适配细胞生长的力学微环境，这极大地限制了大规模培养下类器官的均一性，也降低了血管生成特性的稳定性。
近期，西安交通大学与西南医科大学附属医院团队提出了一种基于黄原胶（XG）的黏弹性培养基，可调控血管类器官融合与发育。相关成果以“A viscoelastic suspension culture strategy modulating fusion and development in blood vessel organoids”为题发表在《Bioactive Materials》上。
亮点：创新性与突破
1、培养体系创新：首次将黄原胶构建的黏弹性培养基应用于人血管类器官悬浮培养，一举解决传统液态培养两大痛点：类器官自发性融合、体内仿生力学微环境缺失。
2、双重力学特性设计：培养基兼具 “刚柔双重属性”，瞬时外力下呈现刚性屏障，阻挡类器官接触融合；类器官生长产生长期应力时表现应力松弛的柔性，持续提供适配的力学信号。
3、培养效果大幅提升：显著提升类器官均一性与存活率，留存率从 31.35% 提升至 84.23%，尺寸变异系数由 0.53 降至 0.21；同时促进类器官内部致密化与预血管化，后续血管生成总长度提升 124.1%。
4、技术范式拓展：建立纯物理调控的培养策略，区别于化学抑制剂、动态搅拌、单孔隔离等传统方法，不干扰细胞内源信号通路，为力学微环境调控血管发育提供新研究范式，也为类器官规模化、标准化制备提供新路径。
WHAT：研究内容
针对传统液态培养易造成人血管类器官融合、缺少仿生力学微环境的问题，本研究制备黄原胶基双功能黏弹性培养基，既通过刚性屏障抑制类器官融合、提升样本均一性，又依靠应力松弛特性供给力学信号，促进组织致密化与预血管化，大幅增强血管生成能力，为人类血管类器官（hBVOs）标准化制备与相关机制研究提供新方案。
图1 hBVOs制备示意图
解决方案：技术优势
1、构建可调谐黏弹性培养体系
向基础培养基中添加不同浓度黄原胶，依托黄原胶理化特性形成三维黏弹性网络；该体系具备剪切稀化、自修复能力，保证移液、换液、重悬等常规实验操作正常开展，且经巴氏灭菌、长时间培养后流变性能稳定。
2、物理阻隔抑制类器官融合
利用黏弹性体系的屈服应力特性，将类器官固定在网络结构中，限制其自由移动与碰撞接触；在最优浓度（0.5%）下体系可形成有效物理屏障，大幅降低融合概率；同时下调 E - 钙黏蛋白表达，
进一步延缓类器官融合进程。
图3 粘弹性培养中融合抗性的评估
3、构建仿生动态力学微环境
依托黄原胶体系的应力松弛特性，当类器官生长、扩张产生持续性应力时，培养基可自适应形变，为细胞生长提供贴合体内环境的力学信号。动态力学作用能够减缓类器官细胞向外周迁移分布，促进内部细胞充分接触与组织重塑，引导类器官内部结构有序发育。
图4 黏弹性环境促进hBVOs的结构致密化和预血管化组织形成
4、增强血管再生能力
本研究利用转录组测序、通路功能验证等技术深入阐释分子作用机制：黏弹性培养微环境可显著重塑人血管类器官的基因表达特征，使得力学感应、细胞迁移及血管发育等相关信号通路显著富集。其中整合素信号通路调控类器官细胞向外增殖生长，Notch 信号通路主导血管管状结构的有序构建，同时基质重塑相关基因也随之协同表达。
图5 优化的粘弹性环境增强了hBVOs在ECM中的血管生成能力
结论
本研究针对血管类器官培养易融合、缺乏仿生力学环境的问题，构建黄原胶基黏弹性培养体系。该体系以纯物理方式抑制类器官融合、提升均一性，同时模拟体内力学信号，促进组织成熟与血管生成。方案简便实用，适用于标准化量产，也为相关机制研究提供新模型。未来将进一步验证技术普适性，拓展其在疾病建模、药物筛选及再生医学领域的应用。